Question

16．水熱法制備Fe₃O₄納米顆粒的反應是3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+xOH^-=Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，回答下列問題：
（1）每生成1 mol Fe₃O₄，反應轉移的電子總數為4 mol
（2）還原劑是：Fe²⁺、S₂O₃^2-
（3）1 mol Fe²⁺被氧化時，被Fe²⁺還原的O₂的物質的量為0.25mol
（4）x=4．

Answer 1

分析 （1）因為四氧化三鐵中有+2和+3價，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，結合O元素化合價變化計算轉移電子；
（2）反應中Fe元素化合價升高、S元素化合價升高，故還原劑為Fe²⁺、S₂O₃^2-；
（3）根據電子轉移守恒計算；
（4）根據電荷守恒計算．

解答 解：（1）因為四氧化三鐵中有+2和+3價，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，反應中氧元素化合價由0價降低為-2價，故轉移電子為1mol×4=4mol，故答案為：4mol；
（2）反應中Fe元素化合價升高、S元素化合價升高，故還原劑為Fe²⁺、S₂O₃^2-，故答案為：Fe²⁺、S₂O₃^2-；
（3）1 mol Fe²⁺被氧化時，根據電子轉移守恒，被Fe²⁺還原的O₂的物質的量為 $\frac{1mol×1}{4}$=0.25mol，故答案為：0.25；
（4）根據電荷守恒可知：6-4-x=-2，故x=4，故答案為：4．

點評 本題考查氧化還原反應計算，注意從化合價發生還原劑與氧化劑，注意電子轉移守恒的應用，難度中等．