【题目】最近的研究发现,复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可以用于热化学循环分解水制氢,因而受到许多发达国家的青睐。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+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=0.6,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)。
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______。
【答案】n=3 242:189 充分反应、沉淀完全 洗涤至流出液呈中性 60% 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的问题等优点 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】
Fe(NO3)3和Mn(NO3)2混合搅拌,加入KOH溶液,控制pH≥10.4沉淀Fe3+、Mn2+,过滤洗涤沉淀,干燥研磨可得MnFe2O4。据此分析解答。
(1)Mn为+2价,则MnFe2O4中Fe的化合价为+3价,则Fe(NO3)n中n=3;由MnFe2O4中可知:Fe和Mn的个数之比为2∶1,所以Fe(NO3)3与Mn(NO3)2 二者的物质的量之比 2∶1,所以其质量之比为:242×2∶179=484∶179,故答案为:3;484∶179;
(2)连续搅拌是为了让Fe(NO3)n和Mn(NO3)2充分反应,由于溶液显碱性,则洗涤至洗涤液为中性时,说明沉淀上没有溶液中的离子,即沉淀已经洗涤干净,故答案为:充分反应或沉淀完全;最后一次洗涤液呈中性;
(3)①x=0.6时,铁的总价态为(4-0.6)×2-2=4.8,设1mol MnFe2O4-0.6中含Fe2+、Fe3+物质的量分别为amol、bmol,则有a+b=2,2a+3b=4.8,联立解得:a=1.2,b=0.8,则1mol MnFe2O4-0.6中含Fe2+的物质的量为1.2mol,则Fe2+占的百分率为×100%=60%,故答案为:60%;
②由流程图可以看出该热化学循环制氢法过程简单、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优点,故答案为: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优点;
③因高温消耗较多的能源,该热化学循环制氢法的改进可以通过寻找合适的催化剂,使MnFe2O4分解温度降低或分解温度更低的氧化物,故答案为:寻找合适的催化剂,使MnFe2O4分解温度降低或分解温度更低的氧化物。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某班学生通过分组实验测定酸碱滴定曲线。
实验用品:0.1 mol·L-1HCl溶液、0.1 mol·L-1NaOH溶液、蒸馏水、pH计、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台(带滴定管夹)、锥形瓶。甲、乙、丙三组同学锥形瓶中的溶液所取体积均为20.00 mL,且所用的试剂完全相同,根据实验所得的数据绘制的曲线分别如图中a、b、c所示,其中乙和丙两组同学的操作上都存在着不足或失误。
请回答下列问题:
(1)实验前pH计应用标准溶液进行校准,若将pH计放入c(H+)=0.0001 mol·L-1的标准溶液中校准,则pH计的读数应为________。
(2)甲组同学滴定时选用的滴定管为________(填“酸式”或“碱式”)滴定管,最后一次润洗滴定管应选用实验用品中的________进行润洗。
(3)乙组同学操作上的不足之处是________________________________________。
(4)造成丙组同学的曲线与甲组同学不同的原因可能是________(填字母)。
A.用待装液润洗锥形瓶
B.滴定使用的滴定管的尖嘴部分在滴定前有气泡未排出,滴定后气泡消失
C.滴定前后对滴定管进行读数的视线分别如图所示
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。下列说法不正确的是
A.上述流程中多次涉及到过滤操作,实验室进行过滤操作时需用到的硅酸盐材质仪器有:玻璃棒、烧杯、漏斗
B.用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+,其原因是MnCO3消耗了溶液中的酸,促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀
C.实验室用一定量的NaOH溶液和酚酞试液就可以准确测定燃煤尾气中的SO2含量
D.MnSO4溶液→MnO2过程中,应控制溶液pH不能太小
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在一定温度下,将气体X和气体Y 各0.16 mol充入10 L 恒容密闭容器中,发生反应:X(g)+ Y(g)2Z(g) △H < 0,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表。下列说法正确的是
t / min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(Y)/mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
A.反应前2min的平均速率v(Z)=2.0×10-5 mol/(L·min)
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D.其他条件不变,再充入0.2 mol Z,平衡时X的物质的量浓度减小
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在容积为10L的密闭容器中,进行如下反应:A(g)+2B(g)C(g)+D(g),最初加入1.0mol A和2.2mol B,在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图1.
试回答下列问题:
(1)800℃时,0~5min内,以B表示的平均反应速率为 .
(2)能判断反应达到化学平衡状态的依据是 (填字母).
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(A)不变
C.2v正(B)=v逆(D) D.c(A)=c(C)
(3)若最初加入1.0mol A和2.2mol B,利用图中数据计算800℃时的平衡常数K=__________,该反应为__________反应(填“吸热”或“放热”).
(4)700℃时,某时刻测得体系中物质的量浓度如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,则此时该反应__________(填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”).
(5)在催化剂作用下,CO可用于合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)若在恒温恒压的条件下,向密闭容器中充入4mol CO和8mol H2,合成甲醇,平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示:
①该反应的正反应属于__________反应;(填“吸热”或“放热”).
②在0.1Mpa、100℃的条件下,该反应达到平衡时容器内气体的物质的量为 mol。
若在恒温恒容的条件下,向上述平衡体系中充入4mol CO,8mol H2,与原平衡状态相比,达到平衡时CO转化率 (填“增大”,“不变”或“减小”),平衡常数K (填“增大”,“不变”或“减小”).
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.常温下,23g NO2和N2O4的混合气体含有NA个氧原子
B.1L0.1molL-1的氨水含有0.1NA个OH―
C.标准状况下,NO和O2各11.2L混合,所得混合气体的分子总数为0.75NA
D.1molFe与1molCl2充分反应,转移3NA个电子
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】Ⅰ.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)干法制备高铁酸钠的主要反应为:2FeSO4 + aNa2O2=2Na2FeO4 + bX + 2Na2SO4 +cO2↑该反应中物质X应是__________,b与c的关系是_______________。
(2)湿法制备高铁酸钾反应体系中有六种数粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:__________________。
②每生成1mol FeO42-转移_____________mol电子,若反应过程中转移了0.3mol电子,则还原产[物的物质的量为_____________mol。
Ⅱ.已知:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-。
(3)含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2,此时被氧化的离子及其物质的量是_______________________________。
(4)若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2,当I-、Fe2+、Br-完全被氧化时,c为________________________________(用含a、b的代数式表示)。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.标准状况下,以任意比混合的氢气和一氧化碳气体共8.96L,在足量氧气中充分燃烧时消耗氧气的分子数为0.2NA
B.用惰性电极电解硫酸铜溶液时,若溶液的pH值变为1时,则电极上转移的电子数目为NA
C.32.5 g锌与一定量浓硫酸恰好完全反应,生成气体的分子数为0.5NA
D.反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,当放出热量9.2 kJ时转移电子0.6NA
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】设代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.含个铜原子的CuO和的混合物质量为
B.标准状况下,氧气作氧化剂时转移电子数一定为
C.碳酸钠溶液中带电粒子数一定大于
D.浓硫酸与足量锌粒反应,产生的气体分子数小于
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com