Question

6．已知Fe₃O₄可表示成（FeO•Fe₂O₃），水熱法制備Fe₃O₄納米顆粒的總反應為：3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-═Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，下列說法正確的是（　　）

• A． O₂是氧化劑，Fe²⁺和S₂O₃^2-是還原劑
• B． 每生成1molFe₃O₄，則轉移電子數為2mol
• C． 參加反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：1
• D． 若有2molFe²⁺被氧化，則被Fe²⁺還原的O₂為0.5mol

Answer 1

分析 A．所含元素化合價降低得到反應物是氧化劑，所含元素化合價升高的反應物是還原劑．結合方程式中元素化合價變化判斷．
B．反應中只有氧氣中氧元素的化合價降低，由0價升高為-2價，據此計算轉移電子物質的量．
C．所含元素化合價降低得到反應物是氧化劑，所含元素化合價升高的反應物是還原劑．結合方程式計算判斷．
D．根據部分電子轉移守恒計算．

解答 解：在3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-=Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O中，化合物中鐵元素、硫元素用平均化合價，鐵元素的化合價變化：+2→+$\frac{8}{3}$，硫元素的化合價變化為：+2→+$\frac{5}{2}$，氧元素的化合價變化：0→-2，所以氧化劑是O₂，還原劑是Fe²⁺、S₂O₃^2-，
A．由上述分析可知，還原劑是Fe²⁺、S₂O₃^2-，氧化劑是O₂，故A正確；
B．由方程式可知，每生成1molFe₃O₄，參加反應的氧氣為1mol，轉移電子數為1mol×4=4mol，故B錯誤；
C．由上述分析可知，氧化劑是O₂，還原劑是Fe²⁺、S₂O₃^2-，3molFe²⁺參加反應時只有2mol被氧化，參加反應的氧化劑與還原劑的物質的最之比為1：（2+2）=1：4，故C錯誤；
D.2molFe²⁺被氧化時，失去電子2mol，則被Fe²⁺還原的O₂的物質的量為：$\frac{2mol}{4}$=0.5mol，故D正確；
故選AD．

點評 本題考查氧化還原反應的基本概念與計算，題目難度中等，Fe₃O₄是復雜的化合物，鐵元素既有+2價也有+3價，把Fe₃O₄中鐵元素的化合價用平均化合價處理，S₂O₃^2-的硫元素的化合價用平均化合價處理是解本題的關鍵．