第三单元　含硅矿物与信息材料ppt配套教案和课堂实录

第三单元 含硅矿物与信息材料

●课标要求

通过实验了解硅及其重要化合物的主要性质，认识在生产中的应用和对生态环境的影响。

●课标解读

1.了解硅、SiO2在信息技术上的应用。

2．了解硅、SiO2、硅酸及其盐的主要性质和应用。

●教学地位

硅是重要的半导体材料，二氧化硅是制造光导纤维的主要原料，硅胶是重要的干燥剂和载体，因此硅及其化合物的性质和应用非常重要，也是近几年高考特别关注的内容。

●新课导入建议

在我们日常生活中涉及的岩石、沙子、水晶饰物、玛瑙工艺品、玻璃、水泥、陶瓷等物质中，其中含有的同一元素，主要物质组成及其性质，你知道吗？今天我们来探讨这些物质的性质及其应用。

●教学流程设计

【课前预习安排】：建议课前用18分钟预习完成【课前自主导学】和“思考交流”⇒步骤1：新课导入，分析教学地位⇒步骤2：对“思考交流1”指出碳酸比硅酸酸性强，且难溶。对“思考交流2”让学生知道不用玻璃塞的反应原理。⇒步骤3：对“探究1”要让学生通过CO2和SiO2性质的比较，清楚CO2和SiO2的相似性和各自特性。然后让学生完成“例1”和“变式训练1”，最后教师提问、点评、纠错。

⇓

步骤6：6分钟完成“当堂双基达标”，然后教师提问、点评、纠错。⇐步骤5：回顾课堂所讲内容，点评归纳“课堂小结”。⇐步骤4：对“探究2”要引导学生师生共同讨论硅及其化合物的性质和转化。然后结合“例2”和“变式训练2”体会硅及其化合物的性质并给予掌握。对“教师备课资源”教师可以熟悉。

1

课

标

解

读

1.了解硅酸、盐及其硅酸盐产品。

2.了解SiO2、Si的性质和信息材料应用

1.硅酸盐矿物

(1)硅酸钠

Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业的一种黏合剂，用水玻璃浸泡的木材、纺织品既耐腐蚀又不易着火。

(2)氧化物表示硅酸盐

组成相对复杂的硅酸盐，用氧化物的形式表示其组成。如锆石：ZrO2·SiO2、红柱石：Al2O3·SiO2、镁橄榄石：2MgO·SiO2等。

说明：书写方法与原则

①氧化物的书写顺序：

活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物：SiO2·H2O；

②氧化物的化学式之间用“·”隔开；

③氧化物前化学计量数的配置原则：

化学计量数配置出现分数时，应把分数化为整数，其余氧化物前的化学计量数要做相应的改变。

2．硅酸盐产品

(1)水泥

①原料：黏土、石灰石。

②主要设备：水泥回转窑。

高温煅烧适量石膏磨成细粉③反应流程：原料――→――→――→水泥。

(2)玻璃

①原料：石灰石、纯碱、石英。

②主要设备：玻璃熔炉。

③反应条件：高温。

④主要成分：Na2O·CaO·6SiO2。

(3)陶瓷

我国古代人民掌握的制陶技术是人类最早进行的硅酸盐加工工艺。

重

点

难

点

1.硅酸盐产品的生产。(重点) 2.SiO2、Si的主要性质及应用。(重难点)

2

(4)分子筛

①组成：铝硅酸盐，如Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O等。

②应用

(ⅰ)分离、提纯气体或液体混合物。

(ⅱ)作干燥剂、催化剂及催化剂的载体等。

1．已知H2SiO3是一种比H2CO3酸性弱且难溶的酸，则向Na2SiO3溶液中通入CO2，有什么现象？

【提示】

变浑浊或有白色沉淀。

1.二氧化硅(SiO2) (1)性质

SiO2存在于沙子、石英、水晶、硅藻土中，熔沸点很高，硬度很大，不溶于水。

SiO2酸性

高温氧化物与CaO反应：SiO2＋CaO=====CaSiO3与NaOH反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O氢氟酸2CO↑――→SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (2)用途

制取单质硅、制作光学镜片、石英坩埚和光导纤维、生产玻璃，用作建筑材料、耐磨材料等。

2．信息材料的主角——硅

(1)性质

硅晶体的熔、沸点都很高，硬度也很大，是一种半导体材料。与氧气、氯气、硝酸、硫酸都很难发生反应。

(2)硅的工业制备

C――→SiO2＋2C高温,Si＋高温

3

2．盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶能不能用玻璃塞？为什么？

【提示】

不能，玻璃中的SiO2与NaOH反应生成黏合剂Na2SiO3，可能将塞子黏结。

【问题导思】

①CO2和SiO2均是酸性氧化物，有哪些共性？

【提示】

均可以与碱性氧化物(如CaO、Na2O等)、碱(如NaOH、KOH等)反应

②SiO2作为酸性氧化物有什么特性？

【提示】

SiO2可与氢氟酸反应。

物理性质

时是气体，微溶于水

化

二氧化碳

熔、沸点低，常温

坚硬难熔的固体，不溶于水

二氧化硅

4

学

性

质

与碳

与水

H2CO3

与酸

与NaOH 溶液

与CaO CaCO3

CaSiO3

△CO2＋C=====2CO CO2＋H2不反应

不反应

CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O CO2＋CaO=== 高温SiO2＋CaO=====

高温SiO2＋2C=====Si＋2CO↑

除氢氟酸外不反应

SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

H2CO3和H2SiO3比较

1．酸性H2CO3＞H2SiO3

2．溶解性：H2CO3溶于水，H2SiO3不溶于水

3．稳定性：H2CO3＜H2SiO3，

H2CO3△,H2O＋CO2↑

△H2SiO3=====H2O＋SiO2

下列说法或方程式正确的是(

) A．碳和硅都是非金属元素，原子结构相似，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似

B．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅属于两性氧化物

C．二氧化碳和二氧化硅均属于酸性氧化物，均与H2O反应生成相应的酸

D．向Na2SiO3溶液中通入CO2发生的离子方程式为SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO3

【解析】

A项，SiO2和CO2的结构不同，物理性质差别很大，B项，SiO2只能与氢氟酸反应，与其他酸不反应且反应生成的不是盐和水，不属于两性氧化物；C项，SiO2与H2O不反应；D项，H2CO3酸性比H2SiO3强，根据强酸可以制弱酸原理，D正确。

【答案】

D 2－2－

5

1．SiO2不是两性氧化物，但可以与酸碱反应。

2．H2SiO3是难溶于水的酸。

3．SiO2与CO2的结构不同，物理性质不同。

1．下列说法不正确的是(

) A．SiO2是酸性氧化物，它不与任何酸反应

B．CO2和SiO2均与碱反应生成盐和水

C．硅的化学性质不活泼，常温下与氧气、氯气、浓硫酸、硝酸等强氧化剂均不反应

D．SiO2和CO2在物理性质上有很大差别

【解析】

SiO2可与氢氟酸反应。

【答案】

A

【问题导思】

①SiO2作原料，如何制备H2SiO3？写出转化关系。

NaOHHCl【提示】

SiO2――→Na2SiO3――→H2SiO3

②通过什么反应说明酸性H2CO3比H2SiO3强？写出化学方程式。

【提示】

CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓

硅及其化合物的主要性质和转化关系

6

说明：与NaOH溶液反应生成H2的两种单质为Al和Si，其反应为2Al＋2OH＋2H2O===2AlO2＋3H2↑

Si＋2OH＋H2O===SiO3＋2H2↑

根据右图所示A、B、D、E的变化关系，其中

－2－－－

A、B在信息技术上应用广泛。回答下列问题：

(1)写出A、D的名称：

A________，D________。

(2)写出B→A的化学方程式：_________________。

(3)写出下列反应的离子方程式：

A→E：________________________；

B→E：______________________。

【解析】

根据A、B在信息技术上应用广泛，再由图示分析，A与O2反应生成B，而B与碳在高温下反应生成A，可推知A是单质，B是氧化物。而A、B均能与NaOH溶液反应，结合A、B的用途，应确认A是硅，B是二氧化硅，则E是硅酸钠，D是硅酸。

7

高温－2－【答案】

(1)硅

硅酸

(2)SiO2＋2C=====Si＋2CO↑

(3)Si＋2OH＋H2O===SiO3＋2H2↑

SiO2＋2OH===SiO3＋H2O

2．下列变化不可能通过一步反应实现的是(

) A．Si→SiF4

B．Si→SiO2

C．SiO2→H2SiO3 D．CuSO4→CuCl2

【解析】

SiO2与H2O不反应，不能直接转化为H2SiO3。

【答案】

C 【教师备课资源】

硅及其化合物的“反常”性质

1．碳、硅是同主族的两种非金属元素，碳位于硅的上一周期，二者应具有类似的性质，但硅及其化合物有许多“反常”的性质，与碳及其化合物有较大的差别。

2．碳元素的主要化合价是“＋2”、“＋4”价，而硅通常表现为“＋4”价。

3．非金属单质一般为非导体，但硅却为半导体。

4．在通常情况下，硅的化学性质不活泼，但在自然界里却没有单质硅存在。

5．酸性氧化物一般不与酸反应，但二氧化硅却能与氢氟酸反应，生成四氟化硅和水，SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，雕花玻璃就是利于该反应原理在玻璃上进行蚀刻制得的。

6．非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，但硅与强碱溶液反应却生成氢气。

Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑

7．SiO2不溶于水，但其是硅酸的酸酐，因此硅酸不能用SiO2直接与水反应制得，只能采用可溶性硅酸盐与酸作用生成，如Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。

8．CO2通常状况下是气体，SiO2却是立体网状结构的固体，因此二者的物理性质相差很大。

9．HCl、H2CO3等无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。

10．在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸强，因此二氧化碳能与硅酸钠反应生成碳酸钠和硅酸沉淀：CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，但在高温下碳酸钠与二氧化硅却能反应生成高温硅酸钠和二氧化碳，SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑，其原因是在高温条件下生成的二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。

11．硅酸钠的水溶液俗称“泡花碱”或“水玻璃”，但它与玻璃的成分不同，其本身是

8 －2－

盐溶液，不是碱溶液。

氧化物表示方法硅酸盐水泥硅酸盐产品玻璃陶瓷

二氧化硅

酸性氧化物的通性(与CO2相比)特性：与氢氟酸反应应用

工业制粗硅光导纤维

9

信息材料SiO2制光导纤维Si：半导体材料

1．关于水玻璃的性质和用途的叙述不正确的是(

) A．它是一种矿物胶，既不能燃烧，也不受腐蚀

B．可作建筑工业上的黏合剂、耐酸水泥掺料

C．木材、纺织物浸过水玻璃后，具有防腐性能且防火

D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质

【解析】

水玻璃是矿物胶，可作黏合剂、防腐剂、耐火材料等，显碱性，可作耐酸水泥掺料，但其易与空气中的CO2反应而变质，D不正确。

【答案】

D 2．下列说法中不正确的是(

) A．硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅

B．水泥、普通玻璃都是混合物

C．生产水泥和玻璃都必须用石灰石

D．用纯净的石英制成石英玻璃，它的膨胀系数小，常用来制造耐高温的化学仪器

【解析】

A项中，硅酸盐工业是以含硅物质为原料，经过加热制成硅酸盐产品，并不是每一种原料都含硅；B项中，水泥和普通玻璃都是硅酸盐产品，是混合物；C项中，石灰石是玻璃及水泥生产的主要原料；D项中，石英玻璃具有膨胀系数小、纯度高、强度大等优点，常被用来制造耐高温的化学仪器。

【答案】

A 3．下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是(

) A．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应

B．单质在加热时都能与氧气反应

C．氧化物都能溶于水生成相应的酸

D．最外层电子数均为4 【解析】

碳和硅的＋4价氧化物分别为CO2和SiO2，均能与氢氧化钠溶液反应：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；碳和硅单质在加热的条件下都能与氧气反应，分别生成CO2和SiO2；CO2能溶于水生成碳酸H2CO3，SiO2的化学性质不活泼，不溶于水也不跟水反应，C错；C、Si的原子结构示意图分别为

10

【答案】

C 4．(2012·北京市朝阳区高一期末)下列物质的用途叙述不正确的是(

) A．硅是制造光导纤维的材料

B．硅是制造太阳能电池的常用材料

C．二氧化硅是制取粗硅的原料

D．水玻璃可用作木材防火剂

【解析】

制造光导纤维的原料是二氧化硅。

【答案】

A 5．(2012·扬州高一期末)几种含硅的物质之间相互转化关系如下图所示：

(1)试判断并写出下列物质的化学式：

A________，B________，C__________，D_______，

E________。

(2)写出下列反应的化学方程式：

①B→A_____________________________；

②B→D___________________________。

(3)写出下列反应的离子方程式：

①C→D______________________________；

②C→E_________________________________。

【解析】

框图推断要分析框图关系，抓题中题眼，本题中“B与碳混合强热得A”是题眼。据Si及其化合物的性质得出：B为SiO2，A为Si，进而解题。

【答案】

(1)Si SiO2

Na2SiO3

CaSiO3

H2SiO3

(2)①SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑

11

②SiO2＋CaO高温,CaSiO3

(3)①SiO3＋Ca===CaSiO3↓

②SiO3＋CO2＋H2O===CO3＋H2SiO3↓

2－2－2－2＋

1．硅是带来人类文明的重要元素之一，它伴随着人类历史发展的脚步，在从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。下列有关硅及其化合物的说法正确的是(

) A．自然界中存在硅晶体，它是电子工业中重要的半导体材料

B．砖瓦、水泥、石英都是硅酸盐产品

C．制造普通玻璃的主要原料是黏土和石灰石

D．二氧化硅可制成光导纤维，也可制成光学镜片

【解析】

本题主要考查硅及其化合物的性质。自然界中没有游离态的硅，因此A选项错误；石英为SiO2，不属于硅酸盐产品，因此，B选项错误；制造普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，因此，C选项错误；二氧化硅是光导纤维的主要原料，同时也具有透光性，故可制成光学镜片，选项D正确。

【答案】

D 2．(2012·宁波市高一期末)下列说法中，错误的是(

) A．光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的

B．二氧化硅溶于水生成硅酸

C．NaOH溶液不能存放在磨口玻璃塞的试剂瓶中

D．二氧化硅是一种熔沸点很高、硬度很大的氧化物

【解析】

SiO2不溶于水。

【答案】

B 3．可以用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，如Na2SiO3可以写成Na2O·SiO2。下列表示不正确的是(

) A．钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O B．镁橄榄石Mg2SiO4表示为2MgO·3SiO2

C．正长石KAlSi3O8表示为K2O·Al2O3·6SiO2

D．高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为Al2O3·2SiO2·2H2O 【解析】

Mg2SiO4应表示为2MgO·SiO2。

【答案】

B

12

4．(2012·江苏省盐城中学高一期期末)下列有关硅元素的叙述中，正确的是(

) A．光导纤维是以硅单质为主要原料制成的

B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，主要以硅单质形式存在

C．硅在电子工业中是最重要的半导体材料

D．陶瓷、玻璃、水晶等都属于硅酸盐产品

【解析】

A项，光导纤维以SiO2为原料制成；B项，硅主要以化合态存在；D项，水晶为SiO2，不是盐。

【答案】

C 5．下列离子方程式书写不正确的是(

) A．大理石与盐酸反应：

CaCO3＋2H===Ca＋CO2↑＋H2O B．向“水玻璃”中加入稀硫酸：

Na2SiO3＋2H===H2SiO3↓＋2Na

C．硅酸酐与苛性钠溶液反应：

SiO2＋2OH===SiO3＋H2O D．澄清石灰水中通入过量的CO2气体：

CO2＋OH===HCO3

【解析】

A是正确的；B中Na2SiO3是溶于水的盐，是强电解质，在水溶液中全部电离，所以应写成离子的形式，B错；C中SiO2是难溶于水的物质，苛性钠溶液是强电解质溶液，所以写成离子形式是正确的；D实际上是CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O和CO2＋CaCO3＋H2O===Ca(HCO3)2两个方程式叠加得到的化学方程式：2CO2＋Ca(OH)2===Ca(HCO3)2，然后将化学方程式改写成离子方程式即是D。

【答案】

B 6．(2012·镇江期末)下列说法正确的是(

) A．二氧化硅广泛应用于光纤通讯

B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品

C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品

D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应

【解析】

B项，工艺师利用HF刻蚀石英制作艺术品；C项，水晶项链的成分是SiO2，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品，D项，粗硅制备单晶硅先用Cl2氧化粗硅，再用H2还原SiCl4，这两个反应都是氧化还原反应。

【答案】

A 7．能证明碳酸比硅酸的酸性强的事实是(

) A．CO2在通常状况下是气体，而SiO2是固体

13 －－－2－＋＋＋2＋

高温B．高温下能发生反应：Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑

C．CO2溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水

D．CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成

【解析】

D中，反应的化学方程式为：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，符合强酸制弱酸的规律，可证实碳酸比硅酸酸性强；A是CO2和SiO2状态的比较，C中是CO2和SiO2溶解性的对比，都不能证明碳酸的酸性比硅酸强；B中的反应可以说明高温下硅酸盐比碳酸盐稳定，但不能证实碳酸比硅酸的酸性强。

【答案】

D 8．下列物质在一定条件下能与SiO2起反应的是(

) ①浓硝酸；②H2O；③盐酸；④氢氟酸；⑤KOH溶液

A．①②

B．②④

C．④⑤

D．③④

【解析】

SiO2与H2O、一般酸不反应，与氢氟酸、强碱反应。

【答案】

C 9．吸入石棉纤维者易患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2，x、y的值分别为(

) A．8,3 B．5,8 C．3,8 D．5,5 【解析】

根据化合价规则可知

2×2＋2x＋4y＋2＝22×2＋2×2

x＋2y＝21代入选项可得。

【答案】

B 10．石英沙(主要成分为SiO2)是一种工业原料，其中混有少量CaCO3，除去其中CaCO3，应采用的方法(

) A．用水溶解后过滤分离

B．用NaOH溶液溶解后过滤分离

C．用酒精灯加热

D．用稀盐酸溶解后过滤分离

【解析】

CaCO3易溶于盐酸，不溶于NaOH溶液，且分解温度很高，酒精灯不能达到分解温度。

【答案】

D 11．(2012·徐州高一期末)为确认下面三种酸的酸性强弱：HCl＞H2CO3＞H2SiO3，某同学设计了如图所示的装置，通过一次实验即可达到目的。

请回答下列问题：

14

(1)锥形瓶中装有某可溶性正盐溶液，该盐在分类上属于________(填“碳酸盐”、“硫酸盐”或“硅酸盐”)。

(2)装置B中所盛的试剂为饱和NaHCO3

溶液，其作用是__________________________________________________________。

(3)装置C中所盛的试剂是________(填“NaCl”、“Na2CO3”或“Na2SiO3”)溶液，C中反应的离子方程式是_________________________________________________ __________________________________________________________。

【解析】

要证明酸性强弱：HCl＞H2CO3＞H2SiO3，可依据原理“较强酸＋较弱酸盐→较弱酸＋较强酸盐”设计实验，则锥形瓶中应放入碳酸盐，C中应放入Na2SiO3，盐酸与碳酸盐反应生成CO2，CO2通入Na2SiO3溶液产生白色胶状沉淀(H2SiO3)，则证明了三者酸性强弱；因为盐酸具有挥发性，A中产生的气体CO2中会混有少量HCl气体，可通过饱和NaHCO3溶液除去，排除干扰。

【答案】

(1)碳酸盐

(2)除去CO2中的HCl气体

(3)Na2SiO3

SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO3

(或SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO3) 12．(2012·厦门市高一测试)A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如下图所示。A为地壳中非金属含量处于第二位的元素的单质。

2－－2－2－

请填空：

(1)单质A的原子的结构示意图为________，它在化合物中的最高化合价为________。

(2)B的化学式为________。B和碳反应生成A和E的化学方程式是__________________________________________________________。

(3)C的化学式为________，D的化学式为________。

【解析】

由题意可知：A为Si，B为SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3，E为CO。

高温【答案】

(1)○＋14 2 8 4 ＋4 (2)SiO2

SiO2＋2C=====Si＋2CO↑

15

(3)CaSiO3

Na2SiO3

13．如何除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，请选用下面提供的试剂和操作，将标号填在表内。

试剂：A.盐酸，B.烧碱溶液，C.氧气，D.水，E.CO2，F.不用其他试剂。

操作：①加热，②加热熔融，③过滤，④结晶。

含杂质的物质

(1)Na2CO3(NaHCO3) (2)SiO2(CaCO3) (3)SiO2(Si) (4)NaCl(SiO2) 所加试剂

主要操作

△【解析】

(1)除去Na2CO3中的NaHCO3可用加热法：2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O。(2)除去SiO2中的CaCO3可用盐酸溶解：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，然后再过滤。(3)除△去SiO2中的Si可用加热法：Si＋O2=====SiO2。(4)除去NaCl中的SiO2可用过滤、结晶法。因为NaCl溶于水而SiO2不溶于水。

【答案】

(1)F ①

(2)A ③

(3)C ①

(4)D ③④

14．氯碱工业中，通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料。其中氯气用途十分广泛，除用于净水、环境消毒外，还用于生产盐酸、聚氯乙烯、氯苯等。氯气用于生产半导体材料硅的流程如下：

焦炭氯气氢气石英沙――→粗硅――→四氯化硅――→纯硅

高温加热高温①石英沙的主要成分是________，在制备粗硅时，焦炭的作用是________。

②粗硅与氯气反应后得到的液态四氯化硅中常混有一些杂质，必须进行分离提纯，其提纯方法为________。

③由四氯化硅得到高纯硅的化学方程式为_________________________________________________ __________________________________________________________。

【解析】

高纯硅的制备过程分为两个阶段，第一阶段是制取粗硅，第二阶段是将粗硅转化为高纯硅。制取粗硅时，以含二氧化硅的石英沙为原料，在电炉加热条件下用焦炭还原。制取高纯硅是以粗硅为原料，先在加热条件下用氯气氧化，然后将四氯化硅蒸出，以除去难挥发性杂质，最后再用氢气还原，便可得到高纯硅。

△【答案】

①SiO2

还原剂

②分馏

③SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl

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．下列温度最接近23 ℃的是．人体的正常体温．北方冬季的平均气温．让人感觉温暖、舒适的房间温度．冰水混合物的温度．当温度发生变化时，物质的状态通常会发生变化。下列现象中物态变化判断正确的是．初秋的早晨，草叶上出现的晶莹剔透的露珠属于固态变为液态现象．晒在太阳下的湿衣服变干是气态变为液态现象．擦在皮肤上的酒精很快变干是液态变为气态现象．初冬树上的霜是液态变为固态现象．下面是四位同学用温度计测水温的实验操作过程，其中正确的是)4．在测量水的温度时，甲、乙、丙三位同学按如图所示方法读数，正确的是__乙__，水的温度是__42__℃，温度计的工作原理是利用液体的__热胀冷缩__。．摄氏温度规定，在标准大气压下，沸水的温度为A.120℃B.100℃C.90℃D.80℃6.下列温度值最接近实际的是．健康成年人的体温是39 ℃．让人感觉温暖而舒适的室内温度是25．洗澡时淋浴的适宜水温是60 ℃第一节物态变化与温度．在一个标准大气压下盐水的凝固点是0 ℃．下面分别表示几位同学在练习用温度计测液体的温度实验中的做法，正确的是)8．如图所示的温度计，关于它的说法正确的是．该温度计是根据固体热胀冷缩的原理制成的．在使用该温度计测量物体温度时，可以离开被测物体读数．该温度计的量程是20℃～100℃．该温度计此时的示数约为21℃9.如图所示是实验室常用温度计，关于它的说法正确的是．该温度计的示数为39 ℃．该温度计的分度值是0.1 ℃．常用温度计是根据固体热胀冷缩的原理制成的．在使用该温度计测量物体温度时，可以离开被测物体读数10．物质通常有三种状态：__固态、液__态和__气__态。在个标准大气压下5 ℃的酒精、氢气、铁三种物质中，有固定的体积和形状的是__铁__，既没有固定的体积又没有固定的形状的是__氢气__。11．把①糖、②醋、③白雾、④碗、⑤勺子、⑥味精、⑦水蒸气、⑧二氧化碳、⑨干冰按物质的状态进行分类：属于气态的是__⑦⑧__；属于液态的是__②③__；属于固态的是__①④⑤⑥⑨__。均填序号)12．气象学里的平均气温是一日当中的时、时、14时、20时这四个时刻气温的平均值，若某地某日这四个时刻的气温如图所示，则此地的最高气温是__5 ℃__，最低气温是－2 ℃__，一天的温差为_7 ℃__，平均气温是__1.25 ℃。13．在寒冷的冬天，河面上结了一层厚厚的冰，若冰面上方气温是－10℃，那么，下列说法中正确的是．冰的上表面为－10℃，下表面是℃．整个冰层的温度都是－10℃．整个冰层的温度都是℃－－．冰层下表面的温度是－10℃14.科学家发明了一种世界上最小的温度计碳纳米管温度计。研究人员在长约10米，直径10米的碳纳米管中充入液态的金属镓，当温度升高时，管中的金属镓会膨胀，通过电子显微镜就可读出温度值。其测量范围为18 ℃～490 ℃，且精确度高，可用于检查电子线路是否异常毛细血管的温度等许多方面。根据以上信息，你认为下列推测错误的是)A．碳纳米管的体积在18 ℃～490 ℃之间随温度变化很小，可忽略不计．金属镓的熔点很低，沸点很高．金属镓的体积在18℃～490℃之间随温度变化很小，可忽略不计．金属镓的体积在18℃～490℃之间随温度变化比较均匀15如图所示，甲是体温计，乙是实验室用温度计，它们都是利用液体__热胀冷缩__的性质制成的。可用来测沸水温度的是__乙__；没有甩过的体温计的读数是38℃，用两支这样的体温计给两个病人测体温，如果病人的体温分别是37.℃和38.6℃，则这两支体温计的读数将分别是__38__℃和__38.6__℃。16．如图所示是小明同学设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体，瓶塞不漏气，弯管中间有一段液柱。(1)这个温度计是根据__气体__的热胀冷缩来测量温度的。(2)将此装置放在室内，温度升高时液柱向__左__(选填左或右移动。(3)若放到冰水混合物中，液柱处的刻度应标__0__℃。(4)该温度计测量温度时__会__(选填会或不会”受到大气压的影响17．有一只刻度均匀，但实际测量不准确的温度计，把它放在冰水混合物中，示数是4 ℃；把它放在标准大气压下的沸水中，示数是94 ℃。把它放在某种液体中时，示数是22 ℃，则该液体的实际温度是__20 ℃__，当把该温度计放入实际温度为40℃的温水中时，温度计的示数为___40 ℃__。第四节 地球上的水循．水是生命的乳汁、经济的命脉，是自然界奉献给人类的宝贵资源。下列关于地球上的水循环和水资源，认知正确的是)A．水循环的过程伴随着水的物态变化过程．水循环按照固态→液态→气态的固定顺序循环进行．地球上的淡水大约占地球总水量的3%，淡水资源丰富．大量开采地下水，对环境不会造成损害，可以解决部分地区饮水问题．霜、露、雾、冰、“白气”中，由液化而形成的是．霜、雾、白气．霜、露、白气．露、雾、白气．露、雾、冰．冬天晾在室外的湿衣服里的水会结成冰，但是冰冻的湿衣服也能晾干，这是因为衣服上的冰升华成水蒸气了__。．有下列物态变化：①洒在地上的水慢慢变干的过程；②放入衣箱中的樟脑球变小的过程；③冬天室内的水蒸气在玻璃窗上形成“冰花”的过程；④出炉的钢水变成钢锭的过程。其中属于凝华的是__③__，属于吸热过程的是__①②__填写序号。5.有一天，雨、露、冰、雪四姐妹在一起争论自己的出生由来，谁也不认同谁。下列她们的说法中，你认为正确的是)A．雨说：我是水汽化而来．露说：我是水蒸气凝华而来．冰说：我是水凝固而来．雪说：我是水升华而来6.对下列现象的成因解释正确的是．早春，河中的冰逐渐消融——汽化．盛夏，剥开包装纸后冰棒会冒“白气”——熔化．深秋，清晨的雾在太阳出来后散去——液化．严冬，堆起的雪人逐渐变小——升华7.下列有关物态变化的叙述中正确的是．蒸发和沸腾在任何温度下都能发生．烧水时在壶口上方看到的白气是水蒸气．衣柜里的樟脑丸逐渐减少是汽化现象．霜的形成是凝华现象，放出热量8.以下常见的物态变化实例中，放热的是．春天，冰雪消融．夏天，积水干涸．秋天，草木上出现了霜．冬天，冰冻的衣服变干9.下列有关物态变化的判断，正确的是．擦在皮肤上的酒精很快变干，是升华现象，需要吸热．夏天会看到冰棒周围冒白气，是汽化现象，需要吸热．秋天的早晨花草上出现小露珠，是液化现象，需要放热．寒冷的冬天室外飘起了雪花，是凝固现象，需要放热10．关于自然界的水循环，下列说法中正确的是．水蒸气在高空遇冷吸热液化成小水珠．冰山上的积雪只能先熔化，再蒸发成水蒸气升腾至空中．江河湖海中的水吸热蒸发成水蒸气升腾至空中．积雪放热熔化成水归入大海11.英国科学家研发出一种激光橡皮。在激光照射下，纸张上的黑色碳粉直接__升华__填物态变化名称为高温碳蒸气，字迹消失；经过特殊冷却装置，高温碳蒸气又直接__凝华__成碳粉。这样，废纸和碳粉重新得到了利用，可有效地节约资源并保护环境。12．夏天，从冰箱中取出饮料瓶，可观察到瓶子表面有小水珠，擦干后很快又形成，这个过程中发生的物态变化是__液化__；南极地区年平均气温是－25℃，降水量很小，但这里的空气却很湿润，这是由于冰发生了升华现象，升华过程需要__吸热__选填吸热或放热。13．随着科技的发展，过去呼风唤雨的神话已成为现实。人工降雨的原理是用飞机在空中喷洒干冰固态二氧化碳，干冰在空气中迅速吸热__升华__，使周围空气温度急剧下降，空气中的水蒸气遇冷__凝华__成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中遇到暖气流就__熔化__成水滴，水滴降落就形成了雨。均填物态变化名称)14．农谚说霜前冷，雪后寒，其中蕴含的道理是：气温低的时候水蒸气会凝华形成霜，雪熔化形成水的过程中需要__吸__热。15．阳光照射下，海洋、陆地上的水会不断地__汽化成水蒸气；夜间气温降低时，水蒸气会__液化__成小水珠，附着在空气中的浮尘上，形成了雾。冬天，夜晚气温如迅速降到℃以下，你家窗户的玻璃上会形成一层冰花，这是水蒸气__凝华__而成的，这层冰花在你家窗户玻璃的__内侧__(选填外侧或内侧。16．某同学在探究物态变化的实验中，在试管中放入少量碘。塞紧盖子放入热水中，观察到试管中固态碘逐渐消失，变为紫色的碘蒸气并充满试管。(1)此过程固态碘发生的物态变化是升华_(填物态变化名称。(2)在上述实验中，小明同学猜想：固态碘是先变成液体，再变成气体，因为速度太快，液态碘出现的时间太短，因而没有观察到。为验证猜想，他查询了一些小资料：碘的熔点是113.5℃；碘的沸点是184.4℃；水的沸点是100℃。请你根据上述资料分析说明小明的猜想是错误的原因：__热水温度低于碘的熔点，碘不可能熔化__。(3)为了进一步探究此类现象，小明在试管中放入适量温水，然后放入一小块干冰固态二氧化碳，此时观察到水中有大量气泡产生，同时水面上有大量白雾。水中大量的气泡是由__干冰升华吸热__形成的。水面上大量的白雾是由__水蒸气遇冷液化__形成的17．有霜的季节，农作物常被冻坏，这就是人们常说的遭到霜冻。实际上，农作物不是因为霜而受冻的，℃以下的低气温才是真正的凶手。当空气干燥时，即使温度降低到－20℃～－10℃，也不会出现霜，但此时农作物早就被冻坏了，农民们称这种情况为“黑霜”。(1)霜是由__水蒸气__直接变为小冰晶形成的，对应的物态变化名称是__凝华__。(2)请根据短文，对霜形成的条件提出猜想。猜想：霜的形成条件是__空气湿润__和__气温在0 ℃以下__。(3)某同学为验证上述猜想，做了如下实验：从冰箱取出一些－10℃的冰块，放在不锈钢杯子里，一段时间后可看到在杯底出现一些白色的小冰晶即霜。你认为该实验能否验证上述猜想，请简要陈述理由第三节汽化和液．下列措施中，能使蒸发加快的是)A．给播种后的农田覆盖地膜．把新鲜的蔬菜装入保鲜袋中．把盛有酒精的瓶口盖严．给湿头发吹热风．下列哪一种现象属于液化？)A．钢水浇铸成火车轮．倒在地上的水一会儿变干了．清晨，草的叶子上有露水凝结．用久了的灯泡的钨丝比新时．如图是对一定质量的水持续加热过程中温度随加热时间变化的图像，由图像可知：水的沸点是__98__℃；水在沸腾过程中，需要不断__吸热__选填“吸热”或“放热”，其温度__保持不变。第题图题图．如图是草叶上出现的露珠，露珠的形成是__液化__现象，形成的过程中需要__放__(选填“吸”或“放”)热。．张家界景区雨后云雾缭绕，犹如仙境。关于雾，下列说法中正确的是．雾是水蒸气．雾是山中冒出来的烟．雾是水蒸气凝固形成的．雾是水蒸气液化形成的6.人游泳上岸以后，风一吹感觉身上很凉。这是因为( C )A．水中的温度比岸上的气温高．人的皮肤产生的错觉．人身上的水分蒸发，要从人体吸热．风把身上的热量带走了．下列说法正确的是( B ．春天，早晨经常出现大雾，是汽化现象．夏天，从冰箱中取出的易拉罐过一会儿表面出现水珠，是液化现象．深秋，枯草上出现的霜，是凝固现象．冬天，窗玻璃上会出现冰花，是汽化现象8.如图甲、乙所示，是在“探究水的沸腾”实验时，两组同学分别安装的实验装置，图丙是他们根据实验数据绘制的水的温度跟时间的关系图像。根据有关信息，下列说法中正确的是( C )A．图线对应的是乙实验中的数据．图线对应的是甲实验中的数据．水的沸点跟水的多少无关．到100℃时温度不再上升是因为水不再吸热9.夏天，人们常吃雪糕解暑，剥开雪糕包装纸时，雪糕周围冒“白气”，下列说法正确的是( C ．吃雪糕解暑，是因为雪糕熔化时要放热．吃雪糕解暑，是因为雪糕汽化时要放热．雪糕周围冒“白气”是液化现象．雪糕周围冒“白气”是汽化现象10．下列关于水沸腾的实验说法正确的是B ．水沸腾时冒出的“白气”是水蒸气．水的沸点随气压的降低而降低．水沸腾的现象只发生在液体的表面．水沸腾后继续加热，水的温度会不断升高11.取一只大的注射器吸进适当的乙醚，用橡皮帽堵住注射器的小孔，向拉活塞到一定的程度时，液体乙醚消失的现象称为__汽化__；向里推活塞，一会儿观察到液态乙醚出现的现象称为__液化__。12.如图所示，用酒精灯对装有水的烧瓶加热一段时间后，发现烧瓶中水量减少，这是由于水__汽化__造成的，而瓶口上方的金属盘底部出现水滴是由于水蒸气发生__液化__形成的，该变化过程需要__放__热。前两空均填物态变化名称)13.请解释以下生活中的热现象，皮肤涂上酒精后觉得凉快是因为酒精__汽化__(填物态变化名称时从人体吸热；夏天吃冰棒时看见冰棒冒“白气”是冰棒周围空气中的水蒸气__遇冷液化形成的小水珠所致，在海拔高的地方烧开水不到100℃就已沸腾，原因是水的沸点随__气压__减小而降低。14．炎热的夏天，戴眼镜的小明从开着空调的屋里出来后，镜片上出现了一层薄雾而模糊不清，过一会儿，镜片又变得清晰起来，镜片上这两种现象对应的物态变化是先__液化__后汽化__。15．在打扫教室清洁时，用湿抹布擦黑板，过一会儿黑板就会变干，这是水的__汽化__(填物态变称现象。夏天，从冰箱中取出一瓶饮料，空气中的水蒸气遇冷__液化__(填物态变化名称成小水珠附着在饮料瓶外表面，水蒸气在液化过程中要__放热__(选填“吸热”或“放热”)。16.在“探究水的沸腾”实验时，小敏一边观察水中发生的现象，一边从水温1℃开始，每隔1 mi记录一次温度计的示数数据见记录表格，直到水沸腾一段时间为止。(1)在此过程中，小敏观察到水中气泡有两种情况，分别如图甲、乙所示。图__甲_(选填“甲”或“乙”)是水沸腾时的情况。(2)由数据记录可知，在4 min到7 in这段时间内，水的温度没有变化，但酒精灯要持续进行加热，这说明水在沸腾时需要__吸热__。(3)根据表中实验数据，可知水的沸点是__99__℃；由水的沸点，可判断出当时的大气压低于_(选填“高于”“等于”或“低于”)1标准大气压。17.镇江某药厂在制药时，为从溶液中提取某一抗菌素，要用加热的方法使水沸腾而除去水分，但抗菌素不能在超过90℃的条件下提取，应采用的方法是( )A．增加容器内的气压，使水的沸点低于90℃B．用小火加热使其沸腾．降低容器内的气压，使水的沸点低于90 ℃．缩短加热沸腾的时间18.生活中常把碗放在锅里的水中蒸食物，如图所示。当锅里的水沸腾以后，碗中的水( C ．同时沸腾．稍后也沸腾了．温度达到沸点，不会沸腾．温度低于沸点，不会沸腾19.小李同学看到在沸腾的油锅中取铁球的表演后，得知锅中的“油”是由油和醋组成的混合液体，油的沸点为87 ℃，醋的沸点只有60 ℃，当温度达到__60__℃时液体就沸腾了，继续加热，液体的温度__不会__(选填“会”或“不会”)升高，表演时铁球的温度不可能超过__60__℃，只有当__醋全部汽化__时，继续加热，液体温度才会升高。20.．夏天，小雨将冰水和热水分别注入常温下的两只透明烧杯中，如图所示。一会儿发现两只烧杯的杯壁上都有一部分出现小水珠，变得模糊了。针对这一现象，下列说法正确的是( ．甲、乙两杯都在内壁出现了水珠．甲、乙两杯都在外壁出现了水珠．甲杯的内壁出现了水珠，乙杯的外壁出现了水珠．甲杯的外壁出现了水珠，乙杯的内壁出现了水珠第五章物态变化本章复习．以下温度中接近23℃的是A )A．让人感觉温暖而舒适的房间温度．北方冬季最冷的气温．健康成年人的体温．冰水混合物的温度．如图所示是一支常用体温计。下列关于该体温计的说法中，正确的是( ．它的示数是℃．它的分度值是℃．它不能离开被测物体读数．它是根据液体热胀冷缩的规律制成的．某工厂要生产三种温度计，厂内可以利用的液体有：比较贵的水银，很便宜的甲苯和酒精。为降低成本，又切实可行，请根据下表所给数据为以下几种温度计选用液体：几种液体的沸点/℃(标准大气压下)(1)能测出铅熔点为328℃、锡熔点为23℃熔点的温度计应选水银。(2)能测出开水温度的温度计应选__甲苯__。(3)家用的寒暑表应选__酒精__。4.下列现象与物态变化的对应关系中，正确的是( ．加在饮料中的冰块逐渐变小——熔化．用久了的灯泡钨丝变细——熔化．在烈日下晾晒的湿衣服变干——升华．烧水时壶嘴冒着“白气”——汽化．关于自然现象对应的物态变化及吸、放热过程，下列说法正确的是( ．冰融化——凝固放热．雾生成——液化放热．露产生——汽化吸热．霜形成——升华放热)6．户外活动时，为了给食物保鲜，将结了冰的矿泉水和食物一起放在泡沫塑料箱中，就制成了一个简易冰箱。下列说法正确的是( A ．食物保鲜利用了冰熔化吸热．食物保鲜利用了矿泉水结冰放热．取出食物，外包装上的水珠是汽化形成的．取出食物，外包装上的水珠是升华形成的．下列所述的物态变化中，属于液化现象的一组是( C ①吃冰棒解热；②烧开水时冒“白气”；③夏天湿衣服晾干；④冬天，戴眼镜的人从室外进入温暖的室内，镜片上出现一层雾。．①③ ．②③ ．②④ ．①④．塑料袋属于非晶体、高压输电线路上飘挂的塑料袋会影响输电安全，供电部门利用光炮”向塑料袋发射激光，使塑料袋熔化，达到清除目的。下列说法错误的是A )A．塑料袋熔化过程中温度不变．塑料袋熔化过程中需要吸热．激光具有能量．激光在空气中传播的速度约为×10km/s．下列现象中，属于吸热的物态变化是)A．春天，“天街小雨润如酥”．夏天，剥开包装纸后冰棒会冒“白气”．秋天，清晨的雾在太阳出来后散去．冬天，“千里冰封”10．如图是宿迁地区某天天气预报的信息图片，关于图片中信息的解释正确的是C ．预报的最低气温读作“摄氏零下度”．全天气温不会高于℃．雪的形成过程中会放出热量．雨的形成是汽化现象11．超市里出售的海鲜周围要铺一层碎冰块，这是因为冰块熔化_(填物态变化名称时要__吸__(选填“放”或“吸”)热，所以能起到保鲜的作用；装着冰鲜鱼的袋子放在空气中一段时间后，袋子的外壁出现了一层冰珠，这是__液化__填物态变化名称现象。12．如图所示，一次性打火机里的燃料是一种叫丁烷的物质，通常情况下呈气态。它是在常温下，用压缩体积的方法使它__液化__后储存在打火机里；如果不小心将其摔坏，待里面的液体刚消失时，立刻捡起碎片，会感觉碎片较__冷__选填“冷”或“热”)，这是因为里面的液体迅速__汽化__时要__吸收__大量的热13．小明利用如图甲所示装置探究冰的熔化特点，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。绘制成图像如图乙所示，下列分析错误的是( ．冰是晶体．冰的熔点是0 ℃．冰的熔化过程持续了分钟．冰在熔化过程中吸收热量，但温度不变14．如图是某种物质在凝固时温度随时间变化的图像，下面从图像中获得的信息正确的是D ．这是非晶体的凝固图像．在AB段物质处于固液共存．该物质的凝固过程经历了15 min．在BC段物质放热，温度保持不变15．对甲、乙两种物质同时持续加热，其温度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是C )A．甲物质的沸点一定是80 ℃．乙物质的熔点一定是60 ℃．甲物质在～6 mi内一定持续吸收热量．乙物质在～10 min内一定是固液共存态．在探究“冰熔化时温度的变化规律”实验中：(1)实验时所用温度计是根据液体的__热胀冷缩__性质制成的。(2)为了使试管中的冰受热均匀，且便于记录各时刻的温度值，小明应选用__乙__(选填“甲”或“乙”)装置来进行实验。(3)如图丙所示是小明根据实验数据作出的加热时温度随时间变化的图像，分析图像可知，冰的熔点是__0__℃，熔化过程经历了__6__in。(4通过实验可知，冰熔化过程中温度__不变__，但要继续__吸热。．小云用如图甲所示装置探究水的沸腾(1)组装实验器材时，应按照__自下而上_(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序。实验室现有水银温度计－20 ℃～120 ℃)、酒精温度计－80 ℃～60 ℃)、体温计、寒暑表等不同种类的温度计，本实验应选用的温度计是__水银温度计__。2)实验中，小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图甲、乙所示。表示沸腾前气泡上升情况的是图__乙__；水沸腾时，烧杯中不停地冒出“白气”，这些“白气”实际上是__小水滴__(选填“小冰晶”“小水滴”或“水蒸气”)。(3)实验中，小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间，原因是石棉网的余热仍高于水的沸点__。