第三节　玻璃、陶瓷和水泥教学设计

第三章 探索生活材料

第三节 玻璃、陶瓷和水泥

（第一课时）

教学目标：

1.知道玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。

2.通过问题探究、讨论探究等方法，学会自主学习。

3.通过不同性能玻璃的学习，认识物质的组成、性能与用途之间的关系。

4.通过学习，学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。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。

教学重点: 玻璃的主要化学成分、生产原料

教学难点: 玻璃的主要化学成分、生产原料

教学用具：多媒体

教学过程：

[引言]

以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业,如制造玻璃、陶瓷、水泥等产品的工业都属硅酸盐工业。

[展示]

“玻璃的发现”。很久以前,有一艘腓尼基人的大商船来到地中海沿岸的贝鲁斯河河口，船上装了许多天然苏打的晶体。

中午到了，他们决定在沙洲上埋锅造饭。可是沙洲上到处是软软的细沙，竟找不到可以支锅的石块。有人突然想起船上装的天然结晶苏打，于是大家搬来几十块垒起锅灶，然后架起木柴燃了起来。当他们吃完饭收拾餐具准备回船时，只见锅下沙子上有种东西晶莹发光，大家以为发现了宝贝。其实，这是在烧火做饭时，支着锅的苏打块在高温下和地上的石英砂发生了化学反应，形成了玻璃。

聪明的腓尼基人很快就学会了制作方法，他们把玻璃液制成大大小小的玻璃珠。这些好看的珠子很快就受到外国人的欢迎，一些有钱人甚至用黄金和珠宝来兑换，腓尼基人由此发了大财。

[思考]

苏打块和石英砂在高温下发生了怎样的化学反应形成了玻璃？

［自学］请大家阅读课本P54有关玻璃的内容思考讨论并填写表格：

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？

[板书]一、玻璃

［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

[学生阅读完课本后，由学生回答，教师填写上表］

高温

纯

碱

Na2CO3+CO2 NaSiO3+CO2↑

Na2SiO3

==== 2石灰石

高温

CaSiO3

高温

==== 石

英

CaCO3+SiO2 CaSiOSiO2

3+CO2↑

[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。 ［提问］你知道为什么制取氟化氢气体或盛放氢氟酸时不能用玻璃容器？为什么盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞吗？

［回答］因为玻璃中含有二氧化硅，而氢氟酸可以和二氧化硅发生化学反应。

[学生活动]书写化学方程式：SiO2+ 4HF == SiF4↑+ 2H2O

SiO2+ 2NaOH == Na2SiO3 + H2O [学与问] 玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？

［演示实验］取一根玻璃管，置于燃着的酒精喷灯上，把玻璃管拉成两支尖嘴管。

［观察］大家看到了什么？

［回答］玻璃受热、变软，可拉细。

［讲述］实验室里的胶头滴管就是这样制出来的。这说明普通玻璃在高温时易软化、变形。玻璃是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态，我们把它叫做玻璃态。玻璃态物质没有一定的熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。

［结论］玻璃没有一定的熔点，而是在某个范围内逐渐软化，在软化状态时，可以被吹成任何形状的制品。

[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］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］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。玻璃专家们不断进行深入研究，制成有各种各样性能的特种玻璃。如石英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃等。

［投影展示］光学玻璃、彩色玻璃、钢化玻璃等

几种玻璃的特性和用途

种

类

特 性

用 途

普通玻璃

在较高温度下易软化

窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等

化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯石英玻璃

膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光

壳；光导纤维、压电晶体等

眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹光学玻璃

透光性能好，有折光和色散性

凸透镜等光学仪器

耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗运动器材；微波通讯器材；汽车、火车钢化玻璃

震裂

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

[阅读]资料卡片—变色玻璃(变色眼镜) [板书]钢化玻璃：普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。

特种玻璃：石英玻璃、光学玻璃、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] 1、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。

中空玻璃的特点: 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。

2、玻璃与宝石

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。

3、玻璃的新发展

从高纯度的石英玻璃（SiO2）熔融体中，拉出直径约100微米的细丝，就得到石英玻璃纤维。其传导光的能力非常强，所以又称光导纤维，简称光纤。

①信息容量大。可同时容纳10亿人通话或传送多套电视节目

②质量小而且细：每千米27g不怕腐蚀，铺设方便

③抗干扰性能好，通讯质量高，能防窃听；

④成本低：每千米1万元左右

应用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。

[板书设计] 一、玻璃

1、生产玻璃原料、主要反应、成分

2、玻璃态物质：没有一定的熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。

3、钢化玻璃：普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。

特种玻璃：石英玻璃、光学玻璃、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。

练习：

1.下列物质中属于纯净物的是

A.Na2CO3·10H2O B.水泥

C.纯净的盐酸

D.普通玻璃

2.与普通玻璃相比具有相同组成的是

A.钢化玻璃

B.光学仪器玻璃 C.石英玻璃 D.有色玻璃

3.

下列关于玻璃的叙述正确的是（ ）

A.制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英

B.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅

C.玻璃是几种成分熔化在一起的晶体

D.玻璃是硅酸钠盐，有一定的熔点

4．在制玻璃的原料中，再加入下列物质后，可制得各种不同用途的玻璃。

A.氧化亚铜（Cu2O） B.氧化钴（Co2O3） C.氧化铅（PbO） D.硼砂（Na2B4O7·10H2O）

⑴制造化学仪器的玻璃中需加入的物质（ ）

⑵制造光学仪器的玻璃中需加入的物质（ ）

⑶制造蓝色玻璃需加入的物质（ ）

⑷制造红色玻璃需加入的物质（ ）

5.工业上制造普通玻璃的主要原料是___________________________，主要设备是_________，主要原料熔化后，发生的主要化学反应是______________________、______________________。普遍玻璃的成分是_________________________. 我们看到的普通玻璃，一般都呈淡绿色，这是因为原料中混有________的缘故。