题目内容

【化学选修2:化学与技术】(15分)
工业上为了使原料和能量得到充分的利用,常常采用循环操作。
I、利用热化学循环制氢能缓解能源矛盾。最近研究发现,复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解水制氢。MnFe2O4的制备:

已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH如右表所示。

 
开始沉淀
完全沉淀
Fe3+
2.7
4.2
Mn2+
8.3
10.4
(1)此工艺中理论上投入原料Fe(NO3)3和Mn(NO3)2的物质的量之比应为       
(2)控制pH的操作中m的值为       
II、用MnFe2O4热化学循环制取氢气:


(3)由上可知,H2燃烧的热化学方程式是                           
(4)该热化学循环制取氢气的优点是          (填字母编号)。
A.过程简单、无污染                        B.物料可循环使用
C.氧气和氢气在不同步骤生成,安全且易分离
III、工业上可用H2、HCl通过下图的循环流程制取太阳能材料高纯硅。

反应①
反应②:
(5)上图中,假设在每一轮次的投料生产中,硅元素没有损失,反应①中HCl的利用率和反应②中H2的利用率均为75%。则在下一轮次的生产中,需补充投入HCl和H2的体积比是            

(1)2:1
(2)10.4

(4)A、B、C
(5)3:1

解析

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