Question

【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             。

 

Answer 1

【答案】

（1）2：1

（2）10.4

（4）A、B、C

（5）3：1

【解析】