Question

由美国通用原子能公司（GA）提出的碘硫循环被公认为是效率最高（预期转化率可达50%以上）、最有希望实现的热化学分解物质X的循环。其流程如下：     

（1）物质X是_____________（填化学式）；在此循环过程中，有一种物质，当作为反应物时只是还原剂，作为生成物时是还原产物，该化合物是__________。
（2）在实验室中进行蒸馏操作时，所需的玻璃仪器为蒸馏烧瓶、温度计、尾接管、锥形瓶、____________。
（3）氧缺位铁酸铜（CuFe₂O_4-x）可作上述流程中硫酸分解的催化剂。先在一定条件下，向Fe( NO₃)₃和Cu(NO₃)₂混合液中加入KOH，制得铁酸铜( CuFe₂O₄)，此反应的化学方程式为:____________；然后在______(填一常见气体)保护下，高温煅烧2h得到CuFe₂O_3.86，试计算1 mol CuFe₂O_3.86中Fe²⁺的物质的量为____mol。
（4）硫酸分解随温度等变化规律的实验结果如图所示，表示没有使用催化剂的曲线是______（填图中数字）。

Answer 1

（1）H₂O 、SO₂ （2）酒精灯、冷凝管
（3）2Fe(NO₃)₃+Cu(NO₃)₂+8KOH=CuFe₂O₄+8KNO₃+4H₂O   氮气  0.28   （4）③ 

试题分析：（1）由流程图可以看出物质X为H₂O，在循环过程中SO₂当作为反应物时只是还原剂。当作为生成物时是还原产物。（2）在实验室中进行蒸馏操作时，所需的玻璃仪器为蒸馏烧瓶、温度计、尾接管、锥形瓶、冷凝管、酒精灯。（3）在一定条件下，向Fe( NO₃)₃和Cu(NO₃)₂混合液中加入KOH，制得铁酸铜( CuFe₂O₄)，此反应的化学方程式为2Fe(NO₃)₃+Cu(NO₃)₂+8KOH=CuFe₂O₄+8KNO₃+4H₂O。然后在N₂的保护作用下煅烧即得到CuFe₂O_3.86.假设在1 mol CuFe₂O_3.86中Fe²⁺的物质的量为x,则Fe3+物质的量为(2-x).根据在化合物中正负化合价的代数和为0的原则，可得1×2+2×x+3×(2-x)=2×3.86.解得x=0.28mol.(4)若没有使用催化剂，则反应分解需要的温度高。有图像可知应该是③。