Question

16．水热法制备Fe₃O₄纳米颗粒的反应是3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+xOH^-=Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，回答下列问题：
（1）每生成1 mol Fe₃O₄，反应转移的电子总数为4 mol
（2）还原剂是：Fe²⁺、S₂O₃^2-
（3）1 mol Fe²⁺被氧化时，被Fe²⁺还原的O₂的物质的量为0.25mol
（4）x=4．

Answer 1

分析 （1）因为四氧化三铁中有+2和+3价，所以Fe²⁺部分被氧化，部分做还原剂，S₂O₃^2-也是还原剂，氧气是氧化剂，由方程式可知每生成1molFe₃O₄，有1mol O₂反应，结合O元素化合价变化计算转移电子；
（2）反应中Fe元素化合价升高、S元素化合价升高，故还原剂为Fe²⁺、S₂O₃^2-；
（3）根据电子转移守恒计算；
（4）根据电荷守恒计算．

解答 解：（1）因为四氧化三铁中有+2和+3价，所以Fe²⁺部分被氧化，部分做还原剂，S₂O₃^2-也是还原剂，氧气是氧化剂，由方程式可知每生成1molFe₃O₄，有1mol O₂反应，反应中氧元素化合价由0价降低为-2价，故转移电子为1mol×4=4mol，故答案为：4mol；
（2）反应中Fe元素化合价升高、S元素化合价升高，故还原剂为Fe²⁺、S₂O₃^2-，故答案为：Fe²⁺、S₂O₃^2-；
（3）1 mol Fe²⁺被氧化时，根据电子转移守恒，被Fe²⁺还原的O₂的物质的量为 $\frac{1mol×1}{4}$=0.25mol，故答案为：0.25；
（4）根据电荷守恒可知：6-4-x=-2，故x=4，故答案为：4．

点评 本题考查氧化还原反应计算，注意从化合价发生还原剂与氧化剂，注意电子转移守恒的应用，难度中等．