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=SiCl₄SiCl₄+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^-1)则：

（1）反应生成HCl气体的质量为__，转移电子的总数为___。

（2）反应生成的HCl气体溶于127mL水中，得到密度为1.20g•mL^-1的盐酸，此盐酸的物质的量浓度为___。

（3）“从沙滩到用户”涉及多个反应，其中制取粗硅的反应方程式为___。纯净的石英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)：Na₂O13%，CaO11.7%，SiO₂75.3%。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%，至少需耍上述原料的质量是___t。(保留两位小数)

Answer

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；

根据方程式：

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4NA；

故答案为：73g；4NA；

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

(3)焦炭与SiO2反应生成Si与CO，反应方程式为：SiO2+2CSi+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═SiO32－+H2O；

故答案为：SiO2+2CSi+2CO↑；2OH－+SiO2═SiO32－+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×=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；

故答案为：12.88。