玻璃、陶瓷和水泥
一、玻璃、陶瓷和水泥
玻璃
陶瓷
水泥
主要原料
纯碱 石灰石 石英
Na2CO3.CaCO3.SiO2
黏土
Al2O3·2SiO2·2H2O
石灰石 黏土
主要设备
玻璃窑
陶瓷窑
回转窑
主要反应
见注1、注2
复杂的物理化学变化
复杂的物理化学变化
主要流程
粉碎混合 强热熔化
吹制冷却
混合 成型 干燥 烧结
冷却 陶器
研磨混合 煅烧 石膏研磨
主要成分
硅酸钠 硅酸钙
二氧化硅
硅酸盐
硅酸三钙 硅酸二钙
铝酸三钙
主要性能
没有固定熔点
透明性、热熔性
抗氧化 抗腐蚀 耐高温
绝缘 易成型
水硬性
主要产品
硼玻璃（加入B2O3）
光学玻璃（PbO）
蓝色钴玻璃（Co2O3）
红色铜玻璃（Cu2O）
钢化玻璃
陶器（陶都宜兴）
瓷器（瓷都景德镇）
42.5、52.5、62.5号水泥
注1：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
注2：CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
硅酸三钙：3CaO·SiO2硅酸二钙：2CaO·SiO2铝酸三钙：3CaO·Al2O3
普通玻璃的成分可以写成：Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2 或Na2O·CaO·6SiO2
钢化玻璃是将普通玻璃放入钢化炉中加热，当接近软化温度时，迅速从炉中取出，然后用冷风急吹，可制得钢化玻璃。钢化玻璃与普通玻璃成分一样，但机械强度比普通玻璃大，抗震裂、不易破碎。
变色玻璃是在玻璃中加入了AgBr或者AgCl，CuO，当光线照射时AgBr分解产生Ag变黑色，在暗处在CuO的催化作用下Ag与Br2又化合生成AgBr，又变成无色透明。
在水泥中加入石膏是为了调节水泥的硬化速度。
水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆，是建筑黏合剂；水泥、沙子和碎石的混合物叫混泥土，把钢筋做结构就形成钢筋混凝土，强度大，是人类最早开发利用的复合材料，用于建设高楼大厦和桥梁。
变色水泥是在水泥中加入CoCl2所形成的彩色水泥。当接触水时，生成不同数目的结晶水合物，而呈现不同的颜色，CoCl2为蓝色，CoCl2·H2O为蓝紫色，CoCl2·2H2O为紫红色，CoCl2·6H2O为粉红色。
二、光导纤维
从高纯度的二氧化硅（石英玻璃）的熔融体中拉出直径约为100um的细丝，就得到石英玻璃纤维。它具有传导光的能力，所以叫光导纤维，是信息社会中必不可少的通信材料。
三、高温结构陶瓷
特殊功能陶瓷：超硬陶瓷、高温结构陶瓷、生物陶瓷和超导陶瓷。
高温结构陶瓷：氮化硅（Si3N4）、氧化铝（Al2O3）、碳化硅（SiC）、二氧化锆（ZrO2）
其主要特性就是耐高温和硬度大。
四、强化练习
1、普通玻璃是以石英砂、纯碱、和石灰石等为主要原料，经熔融、成型、冷却固化而成的非结晶无机材料。它具有一般材料难于具备的透明性，具有优良的机械力学性能和热工性质。而且，随着现代建筑发展的需要，不断向多功能方向发展。根据所需化学知识回答如下问题：
（1）普通玻璃的主要成分是 （写化学式）
（2）有关玻璃的说法正确的是 ；
A、玻璃是一种晶体 B、普通玻璃和钢化玻璃的成分一样
C、玻璃没有固定的熔点 D、玻璃中含有硅酸钠，不能保存盐酸
（3）写出玻璃工业的主要化学方程式
；
；
（4）生产普通玻璃的主要设备是 ；
A、熔炉 B、沸腾炉 C、氧化炉 D、高炉
（5）实验室不能用玻璃塞的玻璃瓶保存氢氧化钠溶液的原因是
；
写出该反应的离子方程式 ；
（6）实验室不能用玻璃瓶保存氢氟酸，原因是（用化学方程式表示）
。
2、材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础，没有硅酸盐材料，就不可能有今天的高楼大厦；没有半导体材料，就不可能有今天的计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊材料，就不可能有今天的宇航技术；没有光导纤维，就不可能有今天的现代通信。根据所学化学知识回答下列问题：
（1）玻璃工业、陶瓷工业和水泥工业都是硅酸盐工业，化学实验室的下列仪器属于陶瓷产品的是 ；
A、坩埚 B、试管 C、蒸发皿 D、锥形瓶
（2）普通玻璃和水泥生产都需要用到的原料是 ；
A、碳酸钠 B、碳酸钙 C、石英 D、黏土
（3）晶体硅带来了现代计算机技术。下列有关硅的叙述正确的是 ；
A、硅可以用于生产光导纤维 B、硅可以用于太阳能电池的线路板
C、硅可以溶于氢氧化钠溶液产生氢气 D、硅不溶于任何酸
（4）二氧化硅带来了现代光通信。下列有关二氧化硅的说法正确的是 ；
A、二氧化硅的电子式为：：O：：Si：：O：
B、二氧化硅和二氧化碳都属于酸性氧化物，可以和氢氧化钠溶液反应
C、二氧化硅不溶于稀硫酸，也不溶于硝酸，所以不溶于任何酸
D、Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，说明了硅酸酸性强于碳酸
（5）Si3N4是一种高温结构陶瓷，氮化硅中存在的化学键是 ；在一定条件下可以和氯化氢蒸气反应，写出该反应的化学方程式
；
（6）氧化铝也是一种高温结构陶瓷，氧化铝中存在的化学键是 ；氧化铝陶瓷
不能熔融氢氧化钠，原因是（用化学方程式表示）
。
