【化学选修2：化学与技术】(15分)

【化学选修2：化学与技术】(15分)
工业上为了使原料和能量得到充分的利用，常常采用循环操作。
I、利用热化学循环制氢能缓解能源矛盾。最近研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe ₂ O ₄ )可用于热化学循环分解水制氢。MnFe ₂ O ₄ 的制备：

已知Fe ³⁺ 、Mn ²⁺ 沉淀的pH如右表所示。

	开始沉淀	完全沉淀
Fe 3+	2.7	4.2
Mn 2+	8.3	10.4

(1)此工艺中理论上投入原料Fe(NO ₃ ) ₃ 和Mn(NO ₃ ) ₂ 的物质的量之比应为 。
(2)控制pH的操作中m的值为 。
II、用MnFe ₂ O ₄ 热化学循环制取氢气：


(3)由上可知，H ₂ 燃烧的热化学方程式是 。
(4)该热化学循环制取氢气的优点是 (填字母编号)。
A．过程简单、无污染 B．物料可循环使用
C．氧气和氢气在不同步骤生成，安全且易分离
III、工业上可用H ₂ 、HCl通过下图的循环流程制取太阳能材料高纯硅。

反应①
反应②：
（5）上图中，假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①中HCl的利用率和反应②中H ₂ 的利用率均为75％。则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H ₂ 的体积比是 。