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

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  • 解题思路:(1)根据n=[V

    V

    m

    计算氯化氢的物质的量,再根据m=n×M计算氯化氢的质量,从生成氯化氢的量计算转移电子个数;

    (2)根据V=

    m/ρ]计算溶液的质量,再根据C=[n/V]计算溶质的物质的量浓度;

    (3)用焦炭还原二氧化硅来制取粗硅;二氧化硅具有酸性氧化物的通性,可与碱反应生成盐和水;

    (4)根据CaCO3-CaO,Na2CO3-Na2O,计算即可,注意:原料要乘以利用率.

    (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 0.5mol0.5mol 1mol2mol

    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=[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═SiO32-+H2O;

    故答案为:SiO2+2C

    高温

    .

    Si+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×[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.

    点评:

    本题考点: 化学方程式的有关计算;物质的量浓度的相关计算;硅和二氧化硅;含硅矿物及材料的应用.

    考点点评: 本题考查了关于物质的量与化学方程式的计算,难度中等.(4)计算时要考虑原料利用率.

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