Question

【題目】在半導體工業中有這樣一句話：“從沙灘到用戶”，其中由粗硅制純硅的常用方法為：Si（粗）+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si（純）+4HCl。

若在25℃、101kPa條件下反應生成HCl氣體49L，(注：25℃、101kPa條件下氣體摩爾體積為24.5Lmol-1)則：

（1）反應生成HCl氣體的質量為__，轉移電子的總數為___。

（2）反應生成的HCl氣體溶于127mL水中，得到密度為1.20gmL-1的鹽酸，此鹽酸的物質的量濃度為___。

（3）“從沙灘到用戶”涉及多個反應，其中制取粗硅的反應方程式為___。純凈的石英與燒堿反應可以制得水玻璃，反應的離子方程式為__。

（4）普通玻璃若以氧化物形式表示其組成為(質量分數)：Na2O13%，CaO11.7%，SiO275.3%。現以石灰石、純堿和石英為原料生產這種玻璃10t，石灰石的利用率為80%，純堿和石英的利用率為95%，至少需耍上述原料的質量是___t。(保留兩位小數)

Answer 1

【答案】73g 4NA 12mol·L-1 SiO2+2CSi(粗)+2CO↑ SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 12.88

【解析】

(1)n= =2mol，m=n×M=2mol×36.5g·mol－1=73g；

根據方程式：

可知，反應生成2mol氯化氫消耗1mol氯氣和1mol氫氣，共轉移電子的物質的量為：1mol×2+1mol×2=4mol，故轉移電子個數為4NA；

故答案為：73g；4NA；

(2)V= = mL=×10-3L，C= = =12mol·L－1；故答案為：12mol·L－1；

(3)焦炭與SiO2反應生成Si與CO，反應方程式為：SiO2+2CSi+2CO↑；二氧化硅和氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水，反應的化學方程式為：2NaOH+SiO2═Na2SiO3+H2O，離子方程式為：2OH－+SiO2═SiO32－+H2O；

故答案為：SiO2+2CSi+2CO↑；2OH－+SiO2═SiO32－+H2O；

(4)每天10t，其中含有Na2O質量10t×13%=1.3t，CaO質量10t×11.7%=1.17t，SiO2質量10t×75.3%=7.53t，而Na2O都是從Na2CO3中來，CaO都是從CaCO3中來，SiO2都是從石英中來，根據質量守恒可知設需要石灰石CaCO3質量x，純堿Na2CO3質量y，石英SiO2質量z，則 80%x×=1.17t，即 80%x× =1.17t，解得x≈2.61，95%y× =1.3t，即95%y×=1.3t，解得y≈2.34t，95%z=7.53t，解得z≈7.93t，∴共需原料：2.61t+2.34t+7.93t=12.88t；

故答案為：12.88。