第三节　玻璃、陶瓷和水泥教案公开课一等奖

教

案

课题：第三节

玻璃、陶瓷和水泥（一）

知识

教

学

目

的

与

技能

过程

与

方法

情感

态度

价值观

通过了解玻璃的广泛应用，认识化学是材料科学发展的基础，以及化学科学的对提高人类生活质量所引起的积极作用，激发学习化学的兴趣

以玻璃为例认识物质的组成、结构、性能和用途之间的关系

授课班级

课

时

1、知道玻璃的主要成分、生产原料和用途

2、知道玻璃的生产原理及玻璃的性能

重

点

玻璃的主要成分和生产原理

难

点

初步建立物质的组成和反应条件对性能和用途有很大的影响等基本观念

第三节

玻璃、陶瓷和水泥

一、玻璃

1、生产玻璃原料：

主要反应：

成分：

2、玻璃态物质：短程有序、远程无序，没有一定的熔点，而是在某一知

识

结

构

与

板

书

设

计

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、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，

二、陶瓷(ceramics) 1、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。

1．混合

○2．成型

○3．干燥

○4．烧结

○5．冷却

○6

．陶2、手工制陶瓷过程：○瓷器

3、彩釉：

陶瓷种类及用途：

三、水泥(cement) 1、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

2、水泥的标号及钢筋混凝土。

教学过程

教学步骤、内容

[投影]人工吹制玻璃器皿

[学与问]

玻璃中含有什么物质？玻璃器皿为何能通过人工吹制方法制得？

玻璃与晶体不同，没有一定的熔点，而是在某个温度范围内逐渐软化。在软化状态时，玻璃可以被人工吹制成任何形状的制品

教学方法、手段、师生活动

[板书]第三节

玻璃、陶瓷和水泥

一、玻璃

［自学］请大家阅读课本P54有关玻璃的内容，并填写下表

［学案］玻璃

主要用料

反应条件

玻璃窑中发生的主要反应

成

分

［投影展示］

纯

碱

石灰石

高温

石

英

高温

2SiO3+CO2↑

Na2CO3+CO2 NaNa2SiO3

==== CaSiO3

高温

==== 3+CO2↑

CaCO3+SiO2 CaSiOSiO2

[板书]1、生产玻璃原料： 主要反应： 成分：

[讲］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。 ［问］为什么制取氟化氢气体或盛放氢氟酸时不能用玻璃容器？

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。

［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？

玻璃受热、变软，可拉细。

［讲］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。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。

［问］看起来晶莹透明的玻璃是不是晶体呢？请大家思考后回答，说出判断的依据。

是。晶体都能反光，玻璃也能反光，所以是；（生乙）是。因为玻璃是一个规则的形体，看起来也是亮晶晶的；（生丙）不是。晶体都有规则的几何形状，玻璃没有；（生丁）不是。晶体都有固定的熔点，而玻璃没有。

［讲］好。看来大家都很爱动脑思考。事实上，玻璃不是晶体。因为晶体的外表特征是有一定的、整齐的、有规则的几何外形(当然，构成晶体的那个最小的单元是我们肉眼看不见的)，它有固定的熔点。而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。

它的结构特点是：它的粒子不像晶体那样有严格的空间排列，但又不像无定形体那样无规则排列，而是“短程有序、远程无序”。即从小范围来看，它有一定的晶型排列；从整体来看，却像无定形的物质那样是无晶形的排列规律。所以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。

[板书]2、玻璃态物质：短程有序、远程无序，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。

[展示]一小块普通玻璃

[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？

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

［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？

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)。

［小结］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。

［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？

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］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］

［投影小结］几种玻璃的特性和用途

种

类

普通玻璃

石英玻璃

光学特 性

用 途

在较高温度下易软化

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、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等

透光性能好，有折光和色散眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器

太空飞行员的衣服、玻璃钢等

玻璃

性

玻璃纤维

钢化耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀

耐高温、耐腐蚀、强度大、运动器材；微波通讯器材；汽车、火车窗玻璃等

玻璃

质轻、抗震裂

［讲］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

[讲]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

[板书]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、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，

[投影]陶瓷图片：

[讲]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(ceramics) [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？

江西景德镇。浙江宜兴。

[讲］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]1、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）

1．2．3．4．5．[板书]2、手工制陶瓷过程：○混合

○成型

○干燥

○烧结

○冷6

．陶瓷器

却

○[展示]一外观美丽的陶瓷制品

[投影]彩釉的初步知识：

[投影]陶瓷种类及用途：

[板书]3、彩釉：

陶瓷种类及用途：

［学与问］在普通釉料中加入不同的金属元素，炼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？

陶瓷烧制时发生了复杂的化学反应。一方面，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（组成不同），不同的金属氧化物颜色不同；另一方面，炼制时空气用量不同（反应条件不同），得到金属离子的氧化态不同，因此颜色也不同。

[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(cement) [投影]见上页

[板书]1、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

[讲]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。

［思考与交流］1、你认为水泥在储存和运输过程中应注意什么？

水泥具有水硬性，跟水掺和、搅拌并静置后容易凝固变硬。水泥的吸水能力很强，能吸收空气中的水分并与之发生反应而硬化变化变质。因此，水泥在储存和运输过程中要注意防水、防潮。装有水泥泥浆的专用运输车不断旋转就是为了防止静置凝固

2、水泥的硬化需要一段时间。查阅资料，说明水泥的使用方法和注意事项

（1）注意防水、防潮，一定要在保持期内使用

（2）所用的水泥的强度等级要符合要求

（3）水泥运输和使用时要注意防止粉尘污染，散装水泥要用专用车辆运输。

（4）加入的水应选用洁净的淡水，不得含有油脂类和糖类物质

（5）拌合后的混凝土应及时浇筑，放置时间不应超过2小时，严禁将已终凝的混凝土重新拌合使用。

（6）混凝土浇筑后应及时养护，保持混凝土湿润。夏季高温季节要注意防止阳光曝晒，增加浇水养护次数；冬季低温季节应采取保温措施，避免混凝土

受冻。养护时间一般不得少于7天。

（7）要与砂石、钢筋、外加剂等辅助材料合理搭配、正确使用