Question

由美國(guó)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(guò)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（CuFe₂O_4-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(jiàn)氣體)保護(hù)下，高溫煅燒2h得到CuFe₂O_3.86，試計(jì)算1 mol CuFe₂O_3.86中Fe²⁺的物質(zhì)的量為_(kāi)___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(méi)有使用催化劑的曲線是______（填圖中數(shù)字）。

Answer 1

（1）H₂O 、SO₂ （2）酒精燈、冷凝管
（3）2Fe(NO₃)₃+Cu(NO₃)₂+8KOH=CuFe₂O₄+8KNO₃+4H₂O   氮?dú)?nbsp; 0.28   （4）③ 

試題分析：（1）由流程圖可以看出物質(zhì)X為H₂O，在循環(huán)過(guò)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CuFe₂O_3.86.假設(shè)在1 mol CuFe₂O_3.86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(méi)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。