Question

隨著能源問題的進一步突出，利用熱化學循環(huán)制氫的研究受到許多發(fā)達國家的青睞．最近的研究發(fā)現(xiàn)，復合氧化物鐵酸錳（MnFe₂O₄）也可以用于熱化學循環(huán)分解水制氫，MnFe₂O₄的制備流程如下：



（1）原料Fe（NO₃）_n中n=33，投入原料Fe（NO₃）_n和Mn（NO₃）₂的物質的量之比為2：12：1．
（2）步驟二中連續(xù)攪拌的目的是：充分反應或沉淀完全充分反應或沉淀完全，步驟三中洗滌干凈的標準是洗滌至中性保證產(chǎn)物純凈洗滌至中性保證產(chǎn)物純凈．
（3）利用MnFe₂O₄熱化學循環(huán)制氫的反應可表示為：
MnFe₂O₄

＞1000K

MnFe₂O_4-x+

x 2

O₂↑，MnFe₂O_4-x+xH₂O→MnFe₂O₄+xH₂↑
請認真回答下列問題：
①若MnFe₂O_4-x中x=0.8，則MnFe₂O_4-x中Fe²⁺占全部鐵元素的百分率為：80%80%
②該化學循環(huán)制氫的優(yōu)點是：具有過程簡單節(jié)約能源無污染物料廉價并可循環(huán)使用及氧氣和氫氣在不同步驟生成，因此不存在高溫氣體分離等優(yōu)點具有過程簡單節(jié)約能源無污染物料廉價并可循環(huán)使用及氧氣和氫氣在不同步驟生成，因此不存在高溫氣體分離等優(yōu)點
③該化學循環(huán)法制氫尚有不足之處，進一步改進的研究方向是：尋找合適催化劑使MnFe₂O₄的分解溫度降低或找到分解溫度更低的氧化物尋找合適催化劑使MnFe₂O₄的分解溫度降低或找到分解溫度更低的氧化物．

Answer 1

（1）Mn為+2價，則MnFe₂O₄中Fe的化合價為+3價，則Fe（NO₃）_n中n=3，且Fe（NO₃）_n與Mn（NO₃）₂ 二者之比 2：1，故答案為：3；2：1；    
（2）連續(xù)攪拌是為了讓二者充分反應，洗滌至中性保證產(chǎn)物純凈，故答案為：充分反應或沉淀完全　洗滌至流出液呈中性；   
（3）①x=0.8時，鐵的總價態(tài)為（4-0.8）×2-2=4.4，設1mol MnFe₂O_4-0.8中含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺物質的量分別為xmol、ymol，則有

x+y=2 2x+3y=4.4

，解得：x=1.6，y=0.4，
則1 mol MnFe₂O_4-0.8中含F(xiàn)e²⁺的物質的量為1.6 mol，則Fe²⁺占的百分率為1.6/2×100%=80%，故答案為：80%；
②由流程圖可以看出過程簡單、節(jié)約能量、無污染、物料廉價并可循環(huán)使用及氧氣和氫氣在不同步驟生成，不存在高溫氣體分離的問題等，
故答案為：過程簡單、節(jié)約能量、無污染、物料廉價并可循環(huán)使用及氧氣和氫氣在不同步驟生成，不存在高溫氣體分離的問題等（答兩點即可）；
③因高溫消耗較多的能源，則尋找合適的催化劑，使MnFe₂O₄分解溫度降低或分解溫度更低的氧化物，故答案為：尋找合適的催化劑，使MnFe₂O₄分解溫度降低或分解溫度更低的氧化物．