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） +2Cl ₂ =SiCl ₄ SiCl ₄ +2H ₂ =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 ) ： Na ₂ O13% ， CaO11.7% ， SiO ₂ 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 )

答案

73g     4N _A 12mol·L ^-1 SiO ₂ +2C Si( 粗 )+2CO↑     SiO ₂ +2OH ^- =SiO ₃ ^2- +H ₂ O     12.88

【解析】

【详解】

(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 4N _A ；

故答案为： 73g ； 4N _A ；

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

(3) 焦炭与 SiO ₂ 反应生成 Si 与 CO ，反应方程式为： SiO ₂ +2C 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+SiO ₂ ═Na ₂ SiO ₃ +H ₂ O ，离子方程式为： 2OH ^－ +SiO ₂ ═SiO ₃ ^{2 －} +H ₂ O ；

故答案为： SiO ₂ +2C Si+2CO↑ ； 2OH ^－ +SiO ₂ ═SiO ₃ ^{2 －} +H ₂ O ；

(4) 每天 10t ，其中含有 Na ₂ O 质量 10t×13%=1.3t ， CaO 质量 10t×11.7%=1.17t ， SiO ₂ 质量 10t×75.3%=7.53t ，而 Na ₂ O 都是从 Na ₂ CO ₃ 中来， CaO 都是从 CaCO ₃ 中来， SiO ₂ 都是从石英中来，根据质量守恒可知设需要石灰石 CaCO ₃ 质量 x ，纯碱 Na ₂ CO ₃ 质量 y ，石英 SiO ₂ 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 。

【点睛】

本题考查了关于物质的量与化学方程式的计算，难点 (4) 计算时要考虑原料利用率：根据 CaCO ₃ -CaO ， Na ₂ CO ₃ -Na ₂ O ，计算即可，注意：原料要乘以利用率。