由美國通用原子能公司(GA)提出的碘硫循環(huán)被公認(rèn)為是效率最高(預(yù)期轉(zhuǎn)化率可達(dá)50%以上)、最有希望實(shí)現(xiàn)的熱化學(xué)分解物質(zhì)X的循環(huán)。其流程如下: ???
(1)物質(zhì)X是_____________(填化學(xué)式);在此循環(huán)過程中,有一種物質(zhì),當(dāng)作為反應(yīng)物時(shí)只是還原劑,作為生成物時(shí)是還原產(chǎn)物,該化合物是__________。
(2)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行蒸餾操作時(shí),所需的玻璃儀器為蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、尾接管、錐形瓶、____________。
(3)氧缺位鐵酸銅(CuFe2O4-x)可作上述流程中硫酸分解的催化劑。先在一定條件下,向Fe( NO3)3和Cu(NO3)2混合液中加入KOH,制得鐵酸銅( CuFe2O4),此反應(yīng)的化學(xué)方程式為:____________;然后在______(填一常見氣體)保護(hù)下,高溫煅燒2h得到CuFe2O3.86,試計(jì)算1 mol CuFe2O3.86中Fe2+的物質(zhì)的量為____mol。
(4)硫酸分解隨溫度等變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,表示沒有使用催化劑的曲線是______(填圖中數(shù)字)。
(1)H2O? 、SO2 (2)酒精燈、冷凝管
(3)2Fe(NO3)3+Cu(NO3)2+8KOH=CuFe2O4+8KNO3+4H2O?? 氮?dú)?/span>? 0.28??? (4)③?
【解析】
試題分析:(1)由流程圖可以看出物質(zhì)X為H2O,在循環(huán)過程中SO2當(dāng)作為反應(yīng)物時(shí)只是還原劑。當(dāng)作為生成物時(shí)是還原產(chǎn)物。(2)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行蒸餾操作時(shí),所需的玻璃儀器為蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、尾接管、錐形瓶、冷凝管、酒精燈。(3)在一定條件下,向Fe( NO3)3和Cu(NO3)2混合液中加入KOH,制得鐵酸銅( CuFe2O4),此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe(NO3)3+Cu(NO3)2+8KOH=CuFe2O4+8KNO3+4H2O。然后在N2的保護(hù)作用下煅燒即得到CuFe2O3.86.假設(shè)在1 mol CuFe2O3.86中Fe2+的物質(zhì)的量為x,則Fe3+物質(zhì)的量為(2-x).根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0的原則,可得1×2+2×x+3×(2-x)=2×3.86.解得x=0.28mol.(4)若沒有使用催化劑,則反應(yīng)分解需要的溫度高。有圖像可知應(yīng)該是③。
考點(diǎn):考查物質(zhì)的循環(huán)利用、混合物的分離、化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)式的確定、反應(yīng)途徑的判斷的知識(shí)。
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