Question

新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(MFe2Ox，3<x<4，M=Mn、Zn、Ni且均顯+2價，下同)由鐵酸鹽(MFe2O4)經(jīng)高溫還原而得。常溫下，它能使工業(yè)廢氣中的酸性氧化物分解除去。轉化流程如圖所示：

(1)已知鐵酸鹽(MFe2O4)被H2高溫還原時，發(fā)生反應的MFe2O4與H2的物質的量之比為 2︰1，則還原產(chǎn)物 MFe2Ox 中x=______，MFe2Ox 中+2價鐵與+3價鐵的量之比為_____。

(2)在酸性溶液中，F(xiàn)e2O42－易轉化為Fe2＋:Fe2O42－＋2e－＋8H＋→2Fe2＋＋4H2O有 KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3 四種物質中的一種能使上述還原過程發(fā)生，寫出該氧化還原反應的離子方程式并配平_________________。

Answer 1

【知識點】計算、氧化還原反應 A1  B3 B1

【答案解析】（1）3.5    1:1   （每空2分）

（2）Fe2O42－＋Cu2O＋10H＋=2Fe2＋＋2Cu2＋＋5H2O  （3分）

解析：（1）根據(jù)元素化合價代數(shù)和為0知化合物MFe2O4中鐵元素的化合價為+3（設Fe的化合價為x，則+2+2x+（-2×4）=0，x=+3），1mol氫氣在反應中失去電子2mol，則2mol MFe2O4中的Fe得到電子2mol，即只有2molFe3+得到電子，則MFe2Ox中的2個Fe，1個是+2價，1個是+3價，因此x=3.5，MFe2Ox 中+2價鐵與+3價鐵的量之比為1：1.

⑵由于Fe2O42－轉化為Fe2＋是還原反應，因此需加還原劑，即加Cu2O，反應為Fe2O42－＋Cu2O＋10H＋=2Fe2＋＋2Cu2＋＋5H2O。

【思路點撥】本題⑵的氧化還原反應的配平：首先根據(jù)氧化還原反應得失電子相等配平氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物Fe2O42－＋Cu2O=2Fe2＋＋2Cu2＋，再根據(jù)電荷守恒確定左邊加10個H+，最后根據(jù)原子守恒配平。