题目内容

随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）也可以用于热化学循环分解水制氢，MnFe2O4的制备流程如下：

（1）原料Fe（NO3）n中n=______，投入原料Fe（NO3）n和Mn（NO3）2的物质的量之比应为______。

（2）步骤二中“连续搅拌”的目的是_________________________________________；

步骤三中洗涤干净的标准是________________________________________。

（3）利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为：

MnFe2O4  MnFe2O4-x+ O2↑MnFe2O4-x+ xH2O→MnFe2O4 + xH2↑,

请认真分析上述两个反应并回答下列问题：

①若MnFe2O4-x中x=0．8，则MnFe2O4-x中Fe2+占全部铁元素的百分率为_______。

②该化学循环制氢的优点有（答两点即可）

_____________________________________________________________________。

③该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是_________。

 

（1）n=3（2分）  2:1（2分）（2）充分反应、沉淀完全；洗涤至流出液呈中性（3分）（3）①80%（2分）  ②具有过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，因此不存在高温气体分离等优点。（3分）

③寻找合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或找分解温度更低的氧化物

解析:略

 

练习册系列答案
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（2012?湖南模拟）随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐．最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）也可以用于热化学循环分解水制氢，MnFe2O4的制备流程如下：

（1）原料Fe（NO3）n中n=
3
3
，投入原料Fe（NO3）n和Mn（NO3）2的物质的量之比为
2：1
2：1
．
（2）步骤二中连续搅拌的目的是：
充分反应或沉淀完全
充分反应或沉淀完全
，步骤三中洗涤干净的标准是
洗涤至中性保证产物纯净
洗涤至中性保证产物纯净
．
（3）利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为：
MnFe2O4
＞1000K
MnFe2O4-x+
x
2
O2↑，MnFe2O4-x+xH2O→MnFe2O4+xH2↑
请认真回答下列问题：
①若MnFe2O4-x中x=0.8，则MnFe2O4-x中Fe2+占全部铁元素的百分率为：
80%
80%

②该化学循环制氢的优点是：
具有过程简单节约能源无污染物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，因此不存在高温气体分离等优点
具有过程简单节约能源无污染物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，因此不存在高温气体分离等优点

③该化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是：
寻找合适催化剂使MnFe2O4的分解温度降低或找到分解温度更低的氧化物
寻找合适催化剂使MnFe2O4的分解温度降低或找到分解温度更低的氧化物
．
随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐．最近的研究发现，复合氧化物酸锰（MnFe2O4）也可用于热化学循环分解水制氢，MnFe2O4的制备流程如下：

（1）原料Fe（NO3）n中n=
3
3
，投入原料Fe（NO3）n和Mn（NO3）2的物质的量之比应为
2：1
2：1
．
（2）步骤二中“连续搅拌”的目的是
充分反应或沉淀完全
充分反应或沉淀完全
；步骤三中洗涤干净的标准是
洗涤至流出液呈中性
洗涤至流出液呈中性
．
（3）利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为：MnFe2O4
＞1000K
MnFe2O4-x+
x
2
O2↑    MnFe2O4-x+xH2O→MnFe2O4+xH2↑
请认真分析上述两个反应并回答下列问题：
①若MnFe2O4-x中X=0.8，则MnFe2O4-x中Fe2+占全部铁元素的百分率为
80%
80%
．
②该热化学循环制氢的优点有（答两点即可）
过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，不存在高温气体分离的问题等
过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，不存在高温气体分离的问题等
．
随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐．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．
Ⅰ．MnFe2O4的制备：
 
已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH为表所示．
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
2：1
2：1
．
（2）步骤二中b的值为
10.4
10.4
．
（3）步骤三中洗涤干净的标准是
洗涤至流出液呈中性
洗涤至流出液呈中性
．
Ⅱ．用MnFe2O4热化学循环制氢：
MnFe2O4（s）
1000k
MnFe2O（4-x）（s）+
x
2
O2（g）△H1
MnFe2O（4-x）（s）+xH2O→MnFe2O4（s）+xH2（g）△H2
请回答下列问题：
（4）若MnFe2O（4-x）中x=0.8，则MnFe2O（4-x）中Fe2+占全部铁元素的百分率为
80%
80%
．
（5）该热化学循环制氢的优点有
ABC
ABC
（填序号）．
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
（6）已知 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H3则：△H3与△H1、△H2的关系为△H3=
-
2
x
（△H1+△H2 ）
-
2
x
（△H1+△H2 ）
．

（15分）

随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。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。

Ⅰ．MnFe2O4的制备：

已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH为下表所示。

（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）步骤二中b的值为                   。

（3）步骤三中洗涤干净的标准是                                                。

Ⅱ．用MnFe2O4热化学循环制氢：

MnFe2O4(s)→MnFe2O(4－x)(s) +  O2(g)；△H1 

MnFe2O(4－x)(s)+ xH2O →MnFe2O4(s) + xH2(g)；△H2

请回答下列问题：

（4） 若MnFe2O(4－x)中x＝0.8，则MnFe2O(4－x)中Fe2+在全部铁元素中的质量分数为               。

（5）该热化学循环制氢的优点有                 （填序号）。

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

（6）已知 2H2（g）+O2（g）＝ 2H2O（g）；△H3

则：△H3与△H1、△H2的关系为△H3=                             。

 

（15分）

       随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）也可以用于热化学循环分解水制氢，MnFe2O4的制备流程如下：

   （1）原来Fe(NO3)n中n=         ，投入原料Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的物质的量之比应为             。

   （2）步骤二中“连续搅拦”的目的是                                   ；

        步骤三中洗涤干净的标准是                                       。

   （3）利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为：

        请认真分析上述两个反应并回答下列问题：

        ①项MnFe2O4-x中x=0.8，则MnFe2O4-x中Fe2+占全部铁元素的百分率为           。

        ②热化学循环制氢的优点有（答两点即可）                           。

        ③该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是          。

 

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