Question

四氧化三铁（Fe₃O₄）磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具．水热法制备Fe₃O₄纳米颗粒的反应是：3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+xOH^-═Fe₃O₄↓+S₄O₆^2-+2H₂O．请回答下列问题．
（1）水热法制备Fe₃O₄纳米颗粒的反应中，还原剂是

 

．
（2）反应的化学方程式中x=

 

．
（3）每生成1mol Fe₃O₄，反应转移的电子为

 

mol，被Fe²⁺还原的O₂的物质的量为

 

mol．

Answer 1

考点：氧化还原反应的计算

专题：氧化还原反应专题

分析：从电荷守恒的角度分析，可配平反应的离子方程式：3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-═Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，反应中3Fe²⁺→Fe₃O₄，当3molFe²⁺参加反应时，有2molFe²⁺化合价升高，反应中Fe和S元素的化合价升高，被氧化，O₂为氧化剂．

解答： 解：（1）反应中Fe元素化合价部分升高为+3价，S元素化合价由+2价升高到+2.5价，则还原剂是Fe²⁺和S₂O₃^2-，故答案为：Fe²⁺和S₂O₃^2-；
（2）由电荷守恒可知，（+2）×3+（-2）×2+x×（-1）=-2，则x=4，故答案为：4；
（3）Fe、S元素的化合价升高，O元素的化合价降低，由反应可知，该反应转移4e^-，所以每生成1mol Fe₃O₄，由O元素的化合价变化可知，转移电子为1mol×2×[0-（-2）]=4mol，每生成1mol Fe₃O₄，消耗3molFe²⁺，其中有2molFe²⁺被氧化生成+3价，则被Fe²⁺还原的O₂的物质的量为

2

2×(2-0)

mol=0.5mol，
故答案为：4；0.5．

点评：本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握电荷守恒和反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重学生分析能力和计算能力的考查，题目难度不大．