Question

在半导体工业中有这样一句话：“从沙滩到用户”，其中由粗硅制纯硅的常用方法为：Si（粗）+2Cl2=SiCl4、S

在半导体工业中有这样一句话：“从沙滩到用户”，其中由粗硅制纯硅的常用方法为：Si（粗）+2Cl2=SiCl4、SiCl4+2H2=Si（纯）+4HCl．若在25℃101KPa条件下反应生成HCl气体49L（注：25℃101KPa条件下气体摩尔体积为24.5L/mol）则：（1）反应生成HCl气体的质量为______，转移电子的个数为______．（2）反应生成的HCl气体溶于127mL水中，得到密度为1.20g/mL的盐酸，此盐酸的物质的量浓度为______．（3）“从沙滩到用户”涉及到多个反应，其中制取粗硅的反应方程式为______，纯净的石英砂与烧碱反应可以制得水玻璃，反应的离子方程式为______．（4）普通玻璃若以氧化物形式表示其组成为（质量分数）：Na2O 13%，CaO 11.7%，SiO2 75.3%．现以石灰石、纯碱和石英为原料生产这种玻璃10t，石灰石的利用率为80%，纯碱和石英的利用率为95%，至少需要上述原料的质量是______t（保留两位小数）．

Answer 1

（1）n=

V

Vm

=

49L

24.5L/mol

=2mol，m=n×M=2mol×36.5g/mol=73g；
从Si（粗）+2Cl₂=SiCl₄ 、SiCl₄ +2H₂=Si（纯）+4HCl
         1mol  0.5mol  0.5mol    1mol          2mol
可知，反应生成2mol氯化氢消耗1mol氯气和1mol氢气，共转移电子的物质的量为：1mol×2+1mol×2=4mol，故转移电子个数为4N_A，
故答案为：73g；4N_A；
（2）V=

m

ρ

=

73g+127g

1.20g/mL

=

500

3

mL=

500

3

×10^-3L，C=

n

V

=

2mol

500 3 ×10?3L

=12mol/L，故答案为：12mol/L；
（3）焦炭与SiO₂反应生成Si与CO，反应方程式为：SiO₂+2C

高温  .

Si+2CO↑，
二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O．离子方程式为：2OH^-+SiO₂═SiO₃^2-+H₂O；
故答案为：SiO₂+2C

高温  .

Si+2CO↑；2OH^-+SiO₂═SiO₃^2-+H₂O；
（4）每天10t，其中含有Na₂O质量10t×13%=1.3t，CaO质量10t×11.7%=1.17t，SiO₂质量10t×75.3%=7.53t，而Na₂O都是从Na₂CO₃中来，CaO都是从CaCO₃中来，
SiO₂都是从石英中来，根据质量守恒可知设需要石灰石CaCO₃质量x，纯碱Na₂CO₃质量y，石英SiO₂质量z，则 80%x×

CaO

CaCO3

=1.17t，即 80%x×

56

100

=1.17t，解得x≈2.61，95%y×

Na2O

Na2CO3

=1.3t，即95%y×

62

106

=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，
故答案为：12.88．