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：
MnFe2O4MnFe2O4－x＋O2↑；
MnFe2O4－x＋xH2OMnFe2O4＋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该热化学循环制氢法的优点有_____________________、________________________ (答两点即可)。
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)3　2∶1
(2)充分反应、沉淀完全　洗涤至洗涤液呈中性
(3)①80%　②具有过程简单、无污染、原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的分离等优点。
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

练习册系列答案
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钼是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图。

(1)写出反应①的化学方程式：                                       。
(2)反应①的尾气可以再利用，写出应用该尾气制得的两种重要化学试剂                 。
(3)如果在实验室模拟操作1和操作2，则需要使用的主要玻璃仪器有                  。
(4)钼在空气中灼烧生成三氧化钼，三氧化钼溶于氢氧化钠溶液生成钼酸钠；三氧化钼不溶于盐酸或稀硫酸。钼酸钠的化学式为             。
(5)工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2＋CH42CO＋2H2，CH4＋H2OCO＋3H2。含甲烷体积分数为80%的a L(标准状况)天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应，甲烷转化率为90%，用产生的还原性气体(CO和H2)还原MoO3制钼，理论上能生产钼的质量为       。

工业上用含锌物料(含FeO、CuO等杂质)可制得活性ZnO，流程如下：

(1)上述流程中，浸出用的是60%H2SO4(1.5 g·cm－3)，配制这种H2SO4 100 mL需要18.4 mol·L－1的浓H2SO4________ mL(保留一位小数)。
(2)加入氧化剂H2O2后，有Fe(OH)3沉淀出现，没有Cu(OH)2沉淀出现，若溶液中c(Fe3＋)＝2.6×10－18 mol·L－1，则溶液中c(Cu2＋)的取值范围是________mol·L－1。(已知Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39，
Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)
(3)加入NH4HCO3后生成的沉淀是形态均为Zna(OH)b(CO3)c(a、b、c为正整数)的两种碱式碳酸锌A和B的混合物，A中a＝5、b＝6，则生成碱式碳酸锌A的化学方程式为__________________________________________________。
(4)取洗涤、烘干后的碱式碳酸锌A和B的混合物49.70 g，其物质的量为0.10 mol，高温焙烧完全分解得到37.26 g ZnO、3.584 L CO2(标准状况下)和水，通过计算求出碱式碳酸锌B的化学式。

2012年3月21 日是第二十届“世界水日”，保护水资源，从我做起！
(1)ClO2和Cl2(还原产物都为Cl－)是生活中常用的消毒剂。当消耗等物质的量的两种物质时，ClO2的消毒效率是Cl2的________倍。
(2)某无色废水中可能含有Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO3—、CO32—、SO42—离子中的几种，为分析其成分，分别取废水样品100 mL，进行了三组实验，其操作和有关现象如下图所示：


请根据上图回答下列问题：
①实验中需配制1.0 mol/L的NaOH溶液100 mL，所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管，还缺少的仪器为_________________________________________。
②实验③中沉淀量由A→B过程中所发生反应的离子方程式为____________________。
③试确定NO3—是否存在？________(填“存在”、“不存在”或“不确定”)，若存在，试计算c(NO3—)＝________(若不存在，此问不必作答)。

环境污染中除了有害气体产生的空气污染外，重金属离子在溶液中引起的水体污染也相当严重．近年来城市汽车拥有量呈较快增长趋势，汽车尾气的主要有害成分一氧化碳和氮氧化物加重了城市空气污染．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理及研究重金属离子水污染的处理具有非常重要的意义．
（1）一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体．将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，若测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6，则平衡常数K＝      ．
（2）工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO2的混合物为例）．
已知：NO不能与Na2CO3溶液反应．
NO＋NO2＋Na2CO3＝2NaNO2＋CO2；2NO2＋Na2CO3＝NaNO2＋NaNO3＋CO2
用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生22.4L（标准状况）CO2（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO2的体积比为           ．
（3）如图是MCFC燃料电池，它是以水煤气（CO、H2）为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质．A为电池的      极（选填“正”或“负”）．写出B极电极反应式                          ．

（4）含铬化合物有毒，对人畜危害很大．因此含铬废水必须进行处理才能排放．
已知：
在含＋6价铬的废水中加入一定量的硫酸和硫酸亚铁，使＋6价铬还原成＋3价铬；再调节溶液pH在6～8之间，使Fe3＋和Cr3＋转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀而除去．用离子方程式表示溶液pH不能超过10的原因                             ．
（5）铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性能的不锈钢，CrO3大量地用于电镀工业中．
CrO3具有强氧化性，热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示．则B点时剩余固体的成分是             （填化学式）．

二硫化亚铁是Li/FeS2电池的正极活性物质，可用水热法合成。FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200 ℃连续反应24 h，四种物质以等物质的量反应，再依次用CS2、H2O洗涤、干燥及晶化后得到。
(1)合成FeS2的离子方程式为_____________________________________。
(2)用水洗涤时，如何证明SO42—已除尽？________________________________________。
(3)已知1.20 g FeS2在O2中完全燃烧生成Fe2O3和SO2气体放出8.52 kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为__________________________。
(4)取上述制得的正极材料1.120 0 g(假定只含FeS一种杂质)，在足量的氧气流中充分加热，最后得0.800 0 g红棕色固体，试计算该正极材料中FeS2的质量分数(写出计算过程)。

明矾石的主要成分为K2SO4·Al2（SO4）3·2Al2O3·6H2O，此外还含有少量Fe2O3杂质。某校研究小组利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下：

（1）“焙烧”过程中反应的化学方程式为Al2（SO4）3＋SAl2O3＋______↑。
（2）分离溶液和废渣的操作是________，“溶解”时反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
（3）“调节pH”后过滤、洗涤Al（OH）3沉淀，证明沉淀已洗涤干净的实验操作和现象是________。
（4）“母液”中可回收的物质是________。
（5）若“焙烧”过程中恰好消耗48 g硫黄，则理论上最终可得到________ g氢氧化铝。

现用98%的浓H2SO4（=1．84g/cm3）配制成浓度为0．5mol/L的稀硫酸500mL。
（1）请将下列操作按正确的序号填在横线上：

A．用量筒量取浓H2SO4
B．反复颠倒摇匀
C．用胶头滴管加水至刻度
D．洗净烧杯内壁和玻璃棒，并将洗液转至容量瓶
E．稀释浓H2SO4
F．将溶液转入容量瓶
其操作正确顺序为_____________
（2）简要回答下列问题：
①所需浓H2SO4的体积为________mL。
②如果实验室有15mL, 20mL, 25mL的量筒，选用_______mL的量筒最好。量取时发现量筒不干净，用水洗净后直接量取将使实验最终结果______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
③将浓H2SO4沿烧杯内壁慢慢注入盛水的烧杯中，不断搅拌的目的是_______，若搅拌过程中有液体溅出，会使最终结果_______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
④在转入容量瓶前烧杯中液体应_______，否则会使浓度_______；洗涤烧杯2～3次，洗液也要转入容量瓶，否则会使最终结果_______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
⑤定容时必须使溶液凹液面与刻度线相切，若俯视会使结果_______，仰视会使结果_______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：
（1）NO的体积为       L，NO2的体积为         L。
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液加入V mL amol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为          mol/L。
（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水          g。

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