Question

四氧化三鐵（Fe₃O₄）磁性納米顆粒穩(wěn)定、容易生產(chǎn)且用途廣泛，是臨床診斷、生物技術(shù)和環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域多種潛在應(yīng)用的有力工具．水熱法制備Fe₃O₄納米顆粒的反應(yīng)是：3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+xOH^-═Fe₃O₄↓+S₄O₆^2-+2H₂O．請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）水熱法制備Fe₃O₄納米顆粒的反應(yīng)中，還原劑是

 

．
（2）反應(yīng)的化學(xué)方程式中x=

 

．
（3）每生成1mol Fe₃O₄，反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為

 

mol，被Fe²⁺還原的O₂的物質(zhì)的量為

 

mol．

Answer 1

考點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)的計(jì)算

專(zhuān)題：氧化還原反應(yīng)專(zhuān)題

分析：從電荷守恒的角度分析，可配平反應(yīng)的離子方程式：3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-═Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，反應(yīng)中3Fe²⁺→Fe₃O₄，當(dāng)3molFe²⁺參加反應(yīng)時(shí)，有2molFe²⁺化合價(jià)升高，反應(yīng)中Fe和S元素的化合價(jià)升高，被氧化，O₂為氧化劑．

解答： 解：（1）反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)部分升高為+3價(jià)，S元素化合價(jià)由+2價(jià)升高到+2.5價(jià)，則還原劑是Fe²⁺和S₂O₃^2-，故答案為：Fe²⁺和S₂O₃^2-；
（2）由電荷守恒可知，（+2）×3+（-2）×2+x×（-1）=-2，則x=4，故答案為：4；
（3）Fe、S元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)降低，由反應(yīng)可知，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移4e^-，所以每生成1mol Fe₃O₄，由O元素的化合價(jià)變化可知，轉(zhuǎn)移電子為1mol×2×[0-（-2）]=4mol，每生成1mol Fe₃O₄，消耗3molFe²⁺，其中有2molFe²⁺被氧化生成+3價(jià)，則被Fe²⁺還原的O₂的物質(zhì)的量為

2

2×(2-0)

mol=0.5mol，
故答案為：4；0.5．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握電荷守恒和反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重學(xué)生分析能力和計(jì)算能力的考查，題目難度不大．