Question

16．水熱法制備Fe₃O₄納米顆粒的反應(yīng)是3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+xOH^-=Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，回答下列問(wèn)題：
（1）每生成1 mol Fe₃O₄，反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為4 mol
（2）還原劑是：Fe²⁺、S₂O₃^2-
（3）1 mol Fe²⁺被氧化時(shí)，被Fe²⁺還原的O₂的物質(zhì)的量為0.25mol
（4）x=4．

Answer 1

分析 （1）因?yàn)樗难趸�三鐵中有+2和+3價(jià)，所以Fe²⁺部分被氧化，部分做還原劑，S₂O₃^2-也是還原劑，氧氣是氧化劑，由方程式可知每生成1molFe₃O₄，有1mol O₂反應(yīng)，結(jié)合O元素化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子；
（2）反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)升高、S元素化合價(jià)升高，故還原劑為Fe²⁺、S₂O₃^2-；
（3）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算；
（4）根據(jù)電荷守恒計(jì)算．

解答 解：（1）因?yàn)樗难趸�三鐵中有+2和+3價(jià)，所以Fe²⁺部分被氧化，部分做還原劑，S₂O₃^2-也是還原劑，氧氣是氧化劑，由方程式可知每生成1molFe₃O₄，有1mol O₂反應(yīng)，反應(yīng)中氧元素化合價(jià)由0價(jià)降低為-2價(jià)，故轉(zhuǎn)移電子為1mol×4=4mol，故答案為：4mol；
（2）反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)升高、S元素化合價(jià)升高，故還原劑為Fe²⁺、S₂O₃^2-，故答案為：Fe²⁺、S₂O₃^2-；
（3）1 mol Fe²⁺被氧化時(shí)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，被Fe²⁺還原的O₂的物質(zhì)的量為 $\frac{1mol×1}{4}$=0.25mol，故答案為：0.25；
（4）根據(jù)電荷守恒可知：6-4-x=-2，故x=4，故答案為：4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)計(jì)算，注意從化合價(jià)發(fā)生還原劑與氧化劑，注意電子轉(zhuǎn)移守恒的應(yīng)用，難度中等．