第三节　玻璃、陶瓷和水泥教学设计

玻璃、陶瓷和水泥

湖南省常德市临澧县第一中学

张璐

一、教学目标：

知识与技能

1、掌握制造玻璃的主要原料、主要成分及反应原理；

2、初步了解几种常见玻璃的性能与用途；

3、掌握制造陶瓷的主要原料；了解陶瓷的制作过程和用途

过程与方法

通过对玻璃、陶瓷知识的教学，培养学生的自学能力、对新信息的加工、思维能力、分析能力、总结归纳能力和表达能力。

情感态度与价值观

激发学生学习化学的兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步认识

二、教学重点

1、玻璃的主要成分和生产原理；

2、陶瓷主要制备原料及制备过程；

3、以玻璃和陶瓷为例认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响

三、教学难点

1、玻璃的主要成分和生产原理；

2、陶瓷主要制备原料及制备过程

四、教学方法

展示图片、讲述、讨论探究、总结归纳

五、教学过程：

[投影]腓尼基人发现玻璃，玻璃制品

[思考讨论] 请大家阅读课本P59有关玻璃的内容

1、制造玻璃的主要原料是什么？

2、玻璃窖中主要发生了哪些反应？

3、玻璃的主要成分是什么？

玻璃器皿为何能通过人工吹制方法制得？

[投影]人工吹制玻璃器皿

[板书]一、玻璃

［自学］请大家阅读课本P59有关玻璃的内容，并填写下表

［投影展示］玻璃

主要用料

反应条件

玻璃窑中发生的主要反应

成

分

纯

碱

Na2SiO3

石灰石

高温

Na2CO3+CO2

====

高温

NaCaSiO3

2SiO3+CO2↑

高温

石

英

CaCO3+SiO2

====

CaSiO3+CO2↑

SiO2

[讲述］在原料中SiO2用量较大，普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起得到的物质，主要成分是SiO2。

［讲述］普通玻璃在高温时易软化、变形。但如果我们在玻璃容器中进行的是高温下的化学反应，普通的玻璃仪器显然是不能满足要求的，这时我们可以用能

承受较高温度的石英玻璃容器。石英玻璃的主要成分是二氧化硅，它的膨胀系数小，不怕温度的骤然变化，而且具有很高的化学稳定性，所以是一种制作高温容器的良好材料。

[展示一小块普通玻璃] [提问］大家看，这是一块普通玻璃，当我们把若干块普通玻璃叠加，或从侧面看这块玻璃时，它都是绿色的。为什么？

［回答］因为原料中混有二价铁的缘故。

［展示一块红色玻璃，一块蓝色玻璃］

［提问］它们和我刚才取的那块普通玻璃的颜色不一样，是什么造成了它们的这种差别呢？

［回答］是因为在制造玻璃的过程当中，加入了金属氧化物。在红色玻璃中加的是氧化亚铜(Cu2O)，在蓝色玻璃中加的是氧化钴(Co2O3)。

［总结］很好。也就是说在制造玻璃的过程中，当我们加入某些金属氧化物时(如二氧化锰、二氧化锡等)，会使玻璃呈现不同的颜色。

［提问］请大家根据生活经验，说一下普通玻璃的优点和缺点是什么？

［回答］玻璃的透光性能好，但易碎，并且易伤人。用玻璃制成的物品美观，但就是不结实，如窗户上的玻璃，很容易被打破。玻璃不耐热，开水都能把它炸裂……

［讲述］大家说得都很好。也正是为了让玻璃“弃恶扬善”，玻璃专家们进行了深入的研究，并不断地制成有各种各样性能的特种玻璃。如石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。

［投影展示］

用

途

窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等

膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光

化学仪器；高压水银灯、石英玻璃

紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等

透光性能好，有折光和色散性

眼镜片；照相机、显微镜、光学玻璃

望远镜用凹凸透镜等光学仪器

耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、太空飞行员的衣服、玻璃玻璃纤维

隔热、吸声、防虫蛀

钢等

耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗运动器材；微波通讯器钢化玻璃

震裂

材；汽车、火车窗玻璃等

［讲述］钢化玻璃是将普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。其成分与普通玻璃一样，但经这样处理后，玻璃的内应力消失，机械强度增大，不易破几种玻璃的特性和用途

种

类

特

性

普通玻璃

在较高温度下易软化

碎。一旦破碎，碎块也没有尖锐的棱角，不易伤人，是一种安全玻璃。

[投影] 列车车厢玻璃是用钢化玻璃制成

[讲述]玻璃纤维是由熔融玻璃拉成或吹成的纤维，是玻璃钢中的增强材料。玻璃钢，是一种复合材料，质轻而坚硬，机械强度可与钢材相比，因此得名。

光学玻璃又称铅玻璃，它与普通成分不相同，主要由硅酸钾、硅酸铅和石英组成。生产中对原料纯度要求高、不能含有氧化铁等杂质，熔制过程要严格控制工艺，并采取搅拌等措施，排净气泡，保证料液高度均匀，只有这样，才能使制成的玻璃质地均匀，有很好的折光性等光学性能。

[阅读]资料卡片—变色玻璃(变色眼镜) 变色玻璃在制造过程中，预先掺进了对光敏感的物质，如氯化银、溴化银（统称卤化银）等，还有少量氧化铜催化剂。在变色眼镜的玻璃里，有和感光胶片的曝光成像十分相似的变化过程。卤化银见光分解，变成许许多多黑色的银微粒，均匀地分布在玻璃里，玻璃镜片因此显得暗淡，阻挡光线通行，这就是黑眼镜。当回到稍暗一点的地方，在氧化铜催化剂的促进下，银和卤素重新化合，生成卤化银，玻璃镜片又变得透明起来

特种玻璃：石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。

有色玻璃：在制造玻璃的过程当中，加入了金属氧化物

变色玻璃：卤化银见光分解，稍暗一点的地方，在氧化铜催化剂的促进下，银和卤素重新化合，生成卤化银，

[开阔视野] 夹层玻璃是由坚韧的聚乙烯醇缩丁醛（PVB）胶片将两块玻璃板在一定温度和压力下粘结成一个整体。它可由退火玻璃、钢化玻璃或热增强玻璃来制成。当夹层玻璃破碎时，玻璃碎片粘在塑料中间层上。因此，夹层玻璃可以减少玻璃碎片对人身和财产的伤害。

中空玻璃是由两开片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘接密封，是玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃制品。特点: 具有良好的保温、隔热、隔声等性能。如在玻璃之间充以各种漫射光材料或电介质等，则可获得更好的声控、光控、隔热等效果。中空玻璃的用途

:主要用于需要采暖、空调、防止噪音或结露以及需要无直射阳光和特殊光的建筑物上，广泛应用于住宅、饭店、宾馆、办公楼、学校、医院、商店等需要室内空调的场合。也可用于火车、汽车、轮船、冷冻柜的门窗等处。

玻璃是一种价格低廉的人造宝石，用于仿制天然珠宝玉石，如玉髓、石英、绿柱石(祖母绿和海蓝宝石)、翡翠、软玉和黄玉等等。宝石学上所指的用于仿宝石的玻璃是由石英和少量碱金属元素如钙、钠、钾或铅、硼、铝、钡的氧化物组成。区分玻璃和宝石：用手触摸样品，天然宝石有一种冰凉感, 而玻璃则有温感。宝石都是晶体，传热比较快，玻璃是没结晶的非晶质，传热比较慢。用舌尖舐样品确定凉或温会更灵敏些。此外, 用放大镜观察, 玻璃的表面和内部常有弯曲或旋涡状的细线纹，其外观很象将蜂蜜或胶水倒入清水后加以搅拌时，由于混合不均匀所

产生的现象; 玻璃内部还经常出现圆珠状、椭圆状、扁平状等各种各样的气泡，用放大镜也很容易观察到。

[投影]陶瓷图片：

[讲述]我国早在8000年前便发明了制陶技术，是世界上最先烧造和使用陶器的国家之一。陶瓷的发明是人类科技发展史上一个重要里程碑，是人类第一次学会用黏土等天然物为主要原料经过复杂的物理化学变化制造出的一种重要的人造材料。瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都以“CHINA”这同一种字母拼音表示。

[板书]二、陶瓷

[提问]我国素有“瓷都”之称的地方在哪里？“陶都”之称的地方在哪里？

[回答]江西景德镇。浙江宜兴。

[讲述］对。景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为：“洁如玉、明如镜、薄如纸、声如磬。”可见有多么的精致了。

[板书]二、陶瓷

原料：黏土

[讲述］传统上陶瓷是指所有以粘土为主要原料（Al2O3·2SiO2·2H2O）与其它天然矿物原料经过粉碎、成型、煅烧等过程制成的各种制品。广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。

[投影]手工制造陶瓷的过程（根据图讲解）

[板书]2、手工制陶瓷过程：1．混合

2．成型

３．干燥

４．烧结

５．冷却

６

．陶瓷器

[展示]一外观美丽的陶瓷制品

[讲解]彩釉的初步知识：

[学与问]在普通釉料中加入不同的金属元素，烧制时的空气用量不同，都会影响彩釉的颜色，这对你有什么启示？

[学生回答] [总结]

1、在普通釉料中加入不同的金属元素，烧制时生成不同的金属氧化物，不同金属氧化物的颜色不同；

2、烧制时空气用量不同，得到金属离子的氧化态不同，颜色也不同

[讲述]陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。一些耐高温、耐高压的新型陶瓷被用来代替钢材使用。

如:生活餐具、电器绝缘瓷、实验室坩埚和蒸发皿。

[投影]陶瓷种类及用途：

陶瓷种类及用途：

[过渡] 水泥是一种非常重要的建筑材料，下面我们学习水泥的有关知识

[板书]三、水泥

[投影] [阅读]课本63页有关水泥内容，并填写下表。

[板书] 主要原料：粘土、石灰石、石膏（适量）

主要成分：硅酸三钙：3CaO·SiO2

硅酸二钙：2CaO·SiO2

铝酸三钙：3CaO·Al2O3 主要性质：水硬性

[讲述]由上表可以看出，水泥最主要的性质是水硬性。即跟水混合搅拌并静置后，很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良特性，被用作建筑材料。又由于它在水中也能硬化，因此是水下工程必不可少的材料。

建筑用粘合剂——水泥沙浆的成分是水泥、沙子和水的混合物。混凝土是由水泥、沙子和碎石混合而成。目前，我国已成为世界上生产和使用水泥制品最多的国家。

[常识介绍]水泥的标号及钢筋混凝土。

[板书]2、水泥的标号及钢筋混凝土。

[小结]

[课堂练习] 六、板书设计

一、玻璃

原料：纯

碱、石灰石、石

英

主要反应：

成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

二、陶瓷

1、传统上陶瓷是指所有以粘土为主要原料（Al2O3·2SiO2·2H2O）

2、手工制陶瓷过程：

混合、成型、干燥、烧结、冷却、陶瓷器

三、水泥

主要原料：粘土石灰石(石膏)适量

主要成分：硅酸三钙：3CaO·SiO2硅酸二钙：2CaO·SiO2铝酸三钙：3CaO·Al2O3 主要性质：水硬性