Question

【題目】新型納米材料氧缺位鐵酸鹽（MFe2Ox，3＜x＜4，M＝Mn、Zn、Ni，其均顯＋2價(jià)，下同），由鐵酸鹽MFe2O4經(jīng)高溫還原得到，常溫下，它能使工業(yè)廢氣中的酸性氧化物分解除去，轉(zhuǎn)化流程如下：

（1）已知鐵酸鹽（MFe2O4）被H2高溫還原時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的MFe2O4與H2的物質(zhì)的量之比為2∶1，則還原產(chǎn)物MFe2Ox中x＝________，MFe2Ox中＋2價(jià)鐵與＋3價(jià)鐵的物質(zhì)的量之比為_____。

（2）在酸性溶液中，Fe2O42-易轉(zhuǎn)化為Fe2＋：Fe2O42-＋2e－＋8H＋=2Fe2＋＋4H2O，有K2MnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四種物質(zhì)中的一種能使上述還原過程發(fā)生，寫出該氧化還原反應(yīng)的離子方程式并配平：________。

Answer 1

【答案】3.5 1∶1 Fe2O42-+Cu2O+10H+=2Fe2++2Cu2++5H2O

【解析】

(1)根據(jù)鐵酸鹽(MFe2O4)被H2高溫還原時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的MFe2O4與H2的物質(zhì)的量之比為2∶1書寫反應(yīng)的方程式，結(jié)合質(zhì)量守恒和化合價(jià)的代數(shù)和為0分析解答；

(2)Fe2O42-+2e-+8H+→2Fe2++4H2O為還原反應(yīng)，則應(yīng)加入還原性物質(zhì)，據(jù)此分析判斷并書寫方程式。

(1)鐵酸鹽(MFe2O4)被H2高溫還原時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的MFe2O4與H2的物質(zhì)的量之比為2∶1，反應(yīng)的方程式為2MFe2O4+H2=2MFe2Ox+H2O，由質(zhì)量守恒可知2x+1=2×4，x=3.5，則MFe2O3.5中，Fe元素的化合價(jià)為=2.5，則MFe2Ox中+2價(jià)鐵與+3價(jià)鐵的物質(zhì)的量之比為1∶1，故答案為：3.5；1∶1；

(2)Fe2O42-+2e-+8H+→2Fe2++4H2O為還原反應(yīng)，則應(yīng)加入還原性物質(zhì)，只有Cu2O符合，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O42-+Cu2O+10H+=2Fe2++2Cu2++5H2O，故答案為：Fe2O42-+Cu2O+10H+=2Fe2++2Cu2++5H2O。