第三节　玻璃、陶瓷和水泥教学目标

第三节

玻璃

陶瓷

水泥

教学目标：

1、知道玻璃的主要化学成分、生产原料和生产过程，使学生对化学与生产生活实际的联系有进一步的认识。

2、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。

3、使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。

教学重点、难点: 水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料

教学方法：展示实物、图片、谈话、讲述、讨论探究

课时安排：3课时

教学过程：

第一课时

玻璃

【导入新课】人类建筑的变迁：阴冷潮湿的洞穴→破败不堪的茅草屋→简陋粗糙的石屋→水泥、钢筋建的砖瓦房。其中的陶瓷、水泥、普通玻璃是材料家族中一大类材料---无机非金属材料，由于陶瓷、水泥、普通玻璃的主要成分是硅酸盐，因此称此无机非金属材料为硅酸盐材料。

讨论:同学们在日常生活中接触过哪些玻璃制品? 多媒体展示玻璃图片

【投影】人工吹制玻璃器皿

【提问】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？

【板书】二、形形色色的玻璃

【阅读】请同学们阅读课本P93有关玻璃的内容，并填写下表。

【投影展示】

玻璃

主要用料

纯

碱

石灰石

石英砂

反应条件

玻璃窑中发生的主要反应

Na2CO3+SiO2

高温

Na2SiO3+CO2↑

==== CaCO3+SiO2

====

高温

CaSiO3+CO2↑

成

分

Na2SiO3

CaSiO3

SiO2

[学生阅读完课本后，由学生回答，教师填写上表］

高温

【板书】1、生产玻璃原料：石英砂、碳酸钠、碳酸钙

普通玻璃的主要成分：

Na2SiO3、CaSiO3、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。反应中产生大量的CO2气体。熔化的玻璃料比较粘稠，如果CO2不能顺利排出，玻璃表面会出现少量的气泡。因此，生产过程中要不断搅拌玻璃，以排出CO2气体。

【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。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。

【思考】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。

【讨论】（生甲）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。……

【讲解】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。

【阅读】P94“资料卡”“玻璃的结构特点---玻璃态物质”

玻璃态物质的结构特点是：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】

【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。

【过渡】玻璃的品种繁多，除了普通玻璃外，还有特种玻璃。它们的特性和用途与普通玻璃有什么不同呢？

【投影】

几种玻璃的特性和用途

种

类

普通玻璃

石英玻璃

有机玻璃

（聚甲基丙特

性

在较高温度下易软化

用

途

窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等

化学仪器；高压水银灯、紫外膨胀系数小，耐酸碱，强度大，灯等的灯壳；光导纤维、压电滤光

晶体等

高度透明、机械强度高、质轻、飞机上用作座舱盖、风挡和弦易加工

窗、人工角膜、电视和雷达的

烯酸甲酯）

质轻、隔音耐腐蚀、不怕烧、不玻璃纤维

导电、不吸水、隔热、吸声、防（玻璃钢）

虫蛀

钢化玻璃

屏幕、仪器和设备的防护罩

太空飞行员的衣服、阀门、泵、风机、代替钢管制造输油管、输油车等

耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、运动器材；微波通讯器材；汽抗震裂

车、火车窗玻璃等

【阅读】“检索咨询”---特种玻璃的成分

【阅读】P95有关变色玻璃的段落。

【讲解】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。

【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。

【阅读】P95“你知道吗？”栏目，思考：钢化玻璃、刻花玻璃、镀膜玻璃是经过怎样的工序加工制得的？

【板书】3、特种玻璃的加工

【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的

【讲述】刻花玻璃---氢氟酸（HF）对玻璃具有腐蚀作用，可用于在玻璃上雕刻各种精美图案，也可用于在玻璃仪器上标注刻度及文字。

SiO2

+

4HF==SiF4↑

+

2H2O

镀膜玻璃---在玻璃表面镀金属膜可以制得。镀膜玻璃外观美观，还可以阻挡红外线及紫外线的穿透。在玻璃上镀银、真空镀铝是制造镀膜玻璃常用的方法。

【活动与探究】制作一个镀银小试管

实验步骤：1、在一个洁净的小试管中加入2mL2％AgNO3溶液，慢慢滴加2％氨水，边滴加边振荡试管，直到产生的沉淀恰好溶解为止。

2、再向试管中滴加2滴10％氢氧化钠溶液，随后加入3mL10％葡萄糖溶液，用温水浴加热几分钟。

实验现象：试管内壁形成光亮的银镜

有关反应：

Ag+

+

NH3·H2O===AgOH

+

NH4+

AgOH

+

2NH3·H2O===[Ag(NH3)2] +

+

OH—

+

2H2O

水浴加热

2[Ag(NH3)2] +

+

CH2OH(CHOH)4CHO

+

2OH—

CH2OH(CHOH)4COO— + NH4+

+ 2Ag↓+3 NH3↑+H2O

【阅读】P96“资料卡”----夹层玻璃

夹层玻璃是在两片或两片以上玻璃之间夹透明粘接材料，经高温高压粘结而成复合玻璃产品，是一种具有很高抗冲击性和一定隔热隔声性能的安全玻璃产品。建筑用夹层玻璃又分为普通夹层玻璃和钢化夹层玻璃，主要采用PVB胶片作为中间层干法热压工艺生产。夹层玻璃由于玻璃被PVB粘合很紧，而PVB富有弹性及缓冲冲击的能力，所以夹层玻璃被击碎时碎片仍会与PVB胶片粘在一起，不会因碎玻璃掉落造成人体伤害或财产损失

【本课小结】略