（三选一）【化学与技术】随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究越发受到发达国家的青睐。最近的研究发现复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循 - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

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（三选一）【化学与技术】
随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究越发受到发达国家的青睐。最近的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：MnFeO₄

MnFe₂O_4-x+O₂↑、MnFe₂O_4-x+xH₂O →MnFe₂O₄+xH₂↑，请认真分析上述两个反应并回答下列问题：
①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________。
②该热化学循环制氢法的优点有（答两点即可）________________。
③该热化学循环制氢法尚有不足之处，进一步改进的方向是_______________。

答案

(1)3；2:1
(2)充分反应、沉淀完全；洗涤至流出液呈中性
(3)①80%；②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；③寻找合适的催化剂，使MnFe₂O₄的分解温度降低或找分解温度更低的氧化物（其他合理答案均可）

核心考点

试题【（三选一）【化学与技术】随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究越发受到发达国家的青睐。最近的研究发现复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循】；主要考察你对工业生产其他物质等知识点的理解。[详细]

举一反三

（三选一）【选修2：化学与技术】
随着信息产业的高速发展和家用电器的普及，我国印刷电路板(PCB)的生产呈现急剧增长之势。废旧电路板的增多给我们带来了环境问题，目前我们大多采用32%～35%的FeCl₃溶液溶解印刷线路板上的金属铜，从而进行对铜的回收和利用。经分析腐蚀废液中主要含有HCl、FeCl₂和CuCl₂等溶质。
(1)用32%～35%的FeCl₃溶液溶解印刷线路板上的金属铜的原理是（用离子方程式表示）_____________________。
(2)工业上有多种回收腐蚀废液中铜的方法，下面是常用的两种方法。
方法一：电化学方法回收腐蚀废液中的铜，则阳极（石墨）上的电极反应式为_______________。
方法二：工业上也可以用铁粉回收腐蚀废液中的铜。
①用铁粉回收铜的实验操作为___________。
②科学家对铁置换铜工艺的研究如下：分别用还原铁粉、废铁屑和废铁屑在超声波粉碎处理下置换铜，将置换出的铜粉放入250mL烧杯中，加入 120mL1.5mol/L的硫酸，水浴加热，控制温度在70℃，搅拌，在10min、20min、30min、40min、50min、 60min时，分别用吸管移取0.5g左右的铜于试管内，将上层清液倒回小烧杯中，用蒸馏水洗净试样，过滤，在 105℃烘箱中烘干后测定铜粉中铁的含量。其结果如图所示。

已知a表示用还原铁粉置换铜的除铁效果，b表示用废铁屑置换铜的除铁效果，c表示用废铁屑在超声波下置换铜的除铁效果，你认为除铁效果最好的是_______（填a、b或c），其原因是______________________。

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（三选一）【化学与技术】
聚合氯化铝晶体的化学式为[Al₂(OH)_nCl_6－n·XH₂O]_m，它是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是调节增大AlCl₃溶液的pH，通过促进其水解而结晶析出。其制备原料主要是铝加工行业的废渣--铝灰，它主要含Al₂O₃、Al，还有SiO₂等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下：

（1）搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式为：__________；_____________。
（2）生产过程中B和D的操作名称分别是_________和_________（B和D均为简单操作）。
（3）反应中副产品a是_________________。
（4）生产过程中可循环使用的物质是_____________（用化学式表示）。
（5）调节pH至4．0～4．5的目的是_____________。
（6）实验室要测定水处理剂产品中n和x的值。为使测定结果更准确，需得到的晶体较纯净。生产过程C物质可选用__________。
A、NaOH B、Al C、氨水 D、Al₂O₃

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工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

已知：TiOSO₄遇水会水解。
（1）步骤②中，用铁粉将Fe³⁺转化为Fe²⁺的反应的离子方程式为_____________。
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的_____________（填字母序号）。
a. 熔沸点差异           b. 溶解性差异          c. 氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是_____________（填操作名称）。
（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO₂⁺转化为H₂TiO₃的原理： ______________ 。
（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO₂）反应生产硫酸锰（MnSO₄，易溶于水），该反应的离子方程式为_____________。
（6）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF₂-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。
①写出阳极所发生反应的电极反应式：________________。
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释） ______________。

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铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr₂O₃，还含有SiO₂、Al₂O₃等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的过程如下图所示。

已知：① NaFeO₂遇水强烈水解。 ②2CrO₄^2－ + 2H⁺

Cr₂O₇^2－+ H₂O
请回答：
（1）K₂Cr₂O₇中Cr元素的化合价是________________。
（2）煅烧铬铁矿生成Na₂CrO₄和NaFeO₂反应的化学方程式是_____________________。
（3）滤渣1为红褐色的固体，滤渣1的成分是（填名称）______________，滤液1的成分除Na₂CrO₄、NaOH外，还含有（填化学式）______________。
（4）利用滤渣2，可制得两种氧化物，其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属，电解时阴极的电极反应式为____________________。
（5）写出由滤液2转化为Na₂Cr₂O₇溶液应采取的措施是___________________。
（6）向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固体，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加热浓缩、
_________、过滤、洗涤、干燥。

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高铁酸钾是一种高效多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产，反应原理为：
① 在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO₃)₃制得Na₂FeO₄。3NaClO + 2Fe(NO₃)₃ + 10NaOH＝2Na₂FeO₄↓+ 3NaCl + 6NaNO₃+ 5H₂O
② Na₂FeO₄与KOH反应生成K₂FeO₄：Na₂FeO₄ + 2KOH＝K₂FeO₄+ 2NaOH 主要的生产流程如下：

（1）写出反应①的离子方程式_________________
（2）流程图中“转化”（反应③）是在某低温下进行的，说明此温度下Ksp（K₂FeO₄）
_______Ksp（Na₂FeO₄）（填“＞”或“＜”或“＝”）。
（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。图1为不同的温度下，Fe(NO₃)₃不同质量浓度对K₂FeO₄生成率的影响；图2为一定温度下，Fe(NO₃)₃质量浓度最佳时，NaClO浓度对K₂FeO₄生成率的影响。

① 工业生产中最佳温度为_______ ℃，此时Fe(NO₃)₃与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为___________。
② 若Fe(NO₃)₃加入过量，在碱性介质中K₂FeO₄与Fe³⁺发生氧化还原反应生成K₃FeO₄，此反应的离子方程式_________________
（4）K₂FeO₄在水溶液中易水解：4FeO₄^2- + 10H₂O

4Fe(OH)₃ + 8OH^- + 3O₂。在“提纯”K₂FeO₄中采用重结晶、洗涤、低温烘***方法，则洗涤剂最好选用________溶液（填序号）。
A．H₂O B．CH₃COONa、异丙醇 C．NH₄Cl、异丙醇 D．Fe(NO₃)₃、异丙醇

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