最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）可以用于热化学循环分解水制氢，因而受到许多发达国家的青睐．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

Question

最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰（MnFe₂O₄）可以用于热化学循环分解水制氢，因而受到许多发达国家的青睐．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的质量之比应为___．
（2）步骤二中“连续搅拌”的目的是___；  步骤三中洗涤干净的标准___．
（3）利用MnFe₂O₄热化学循环制氢的反应可表示为
MnFe₂O₄

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MnFe₂O_4-x+ (x)/(2)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=0.6，则MnFe₂O_4-x中Fe²⁺占全部铁元素的百分率为___．
②该热化学循环新氢法的优点有___（答两点即可）．
③该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是___．

Answer 1

（1）Mn为+2价，则MnFe₂O₄中Fe的化合价为+3价，则Fe（NO₃）_n中n=3；
由MnFe₂O₄中可知：Fe和Mn的个数之比为2：1，所以Fe（NO₃）₃与Mn（NO₃）₂ 二者的物质的量之比 2：1，质量比为（242×2）：（179×1）=484：179；
故答案为：3；484：179；
（2）连续搅拌是为了让Fe（NO₃）_n和Mn（NO₃）₂充分反应，由于溶液显碱性，则洗涤至洗涤液为中性时，说明沉淀上没有溶液中的离子，即沉淀已经洗涤干净，
故答案为：充分反应、沉淀完全；洗涤至流出液呈中性；
（3）①x=0.8时，铁的总价态为（4-0.8）×2-2=4.4，设1mol MnFe₂O_4-0.8中含Fe²⁺、Fe³⁺物质的量分别为xmol、ymol，则有：x=y=2，2x+3y=4.4，解得：x=1.6，y=0.4，
则1 mol MnFe₂O_4-0.8中含Fe²⁺的物质的量为1.6 mol，则Fe²⁺占的百分率为(1.6)/(2)×100%=80%，
故答案为：80%；
②由流程图可以看出过程简单、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的问题等，
故答案为：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的问题等；
③因高温消耗较多的能源，则寻找合适的催化剂，使MnFe₂O₄分解温度降低或分解温度更低的氧化物，
故答案为：寻找合适的催化剂，使MnFe₂O₄分解温度降低或分解温度更低的氧化物．