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，下同），由鐵酸鹽MFe2O4經高溫還原得到，常溫下，它能使工業廢氣中的酸性氧化物分解除去，轉化流程如下：

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

（2）在酸性溶液中，Fe2O42-易轉化為Fe2＋：Fe2O42-＋2e－＋8H＋=2Fe2＋＋4H2O，有K2MnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四種物質中的一種能使上述還原過程發生，寫出該氧化還原反應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)根據鐵酸鹽(MFe2O4)被H2高溫還原時，發生反應的MFe2O4與H2的物質的量之比為2∶1書寫反應的方程式，結合質量守恒和化合價的代數和為0分析解答；

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

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

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