Question

9．氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用
I、向KI和硫酸混合溶液中加入過氧化氫溶液，迅速反應(yīng)并生成大量氣泡，溶液呈棕色，查閱資料知，反應(yīng)過程如下：
①H₂O₂+2KI+H₂SO₄═I₂+K₂SO₄+2H₂O
②H₂O₂+I₂=2HIO             
③H₂O₂+2HIO=I₂+O₂↑+2H₂O
（1）用雙線橋法表示過程①電子轉(zhuǎn)移情況
①H₂O₂+2KI+H₂SO₄=I₂+K₂SO₄+2H₂O
（2）上述實(shí)驗(yàn)過程②和③中，I₂起到了催化劑作用．
II、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)等多個(gè)領(lǐng)域潛在應(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)回答下列問題：
（1）水熱法制備Fe₃O₄納米顆粒的反應(yīng)中，還原劑是Fe²⁺和S₂O₃^2-，S₂O₃^2-中的S的化合價(jià)為+2．
（2）每生成1mol Fe₃O₄，反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為4mol．

Answer 1

分析 I．（1）H₂O₂+2KI+H₂SO₄=I₂+K₂SO₄+2H₂O中O從-1價(jià)降低到-2價(jià)，I從-1價(jià)升高到0價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2；
（2）反應(yīng)過程中，I₂參與反應(yīng)，最終又生成等量的I₂，加快過氧化氫的分解，I₂起催化劑作用；
II．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，則Fe²⁺和S₂O₃^2-是還原劑，O元素的化合價(jià)降低，則O₂為氧化劑．

解答 解：（1）H₂O₂+2KI+H₂SO₄=I₂+K₂SO₄+2H₂O中O從-1價(jià)降低到-2價(jià)，I從-1價(jià)升高到0價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2，則用雙線橋法表示電子轉(zhuǎn)移為；
故答案為：；
（2）反應(yīng)過程中，I₂參與反應(yīng)，最終又生成等量的I₂，加快過氧化氫的分解，I₂起催化劑作用，
故答案為：催化劑；
II．（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-，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，則S₂O₃^2-中S的化合價(jià)為+2，故答案為：Fe²⁺和S₂O₃^2-；+2；
（2）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；
故答案為：4．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查氧化還原反應(yīng)，側(cè)重于考查學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力和綜合運(yùn)用化學(xué)知識(shí)的能力，題目難度中等，注意把握氧化性強(qiáng)弱的比較方法．