Question

新型納米材料氧缺位鐵酸鹽（MFe₂O_x，3＜x＜4，M=Mn、Zn、Ni，其均顯+2價，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，發(fā)生反應的MFe₂O₄與H₂的物質(zhì)的量之比為2：1，則還原產(chǎn)物MFe₂O_x中x=

 

，MFe₂O_x中+2價鐵與+3價鐵的物質(zhì)的量之比為

 

．
（2）在酸性溶液中，F(xiàn)e₂O

2- 4

易轉(zhuǎn)化為Fe²⁺：Fe₂O

2- 4

+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的離子方程式并配平：

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應的計算

專題：氧化還原反應專題

分析：（1）反應的方程式為2MFe₂O₄+H₂=2MFe₂O_x+H₂O，從質(zhì)量守恒的角度解答；
（2）Fe₂O₄^2-+2e^-+8H⁺→2Fe²⁺+4H₂O為還原反應，則應加入還原性物質(zhì)．

解答： 解：（1）反應的方程式為2MFe₂O₄+H₂=2MFe₂O_x+H₂O，由質(zhì)量守恒可知2x+1=2×4，x=3.5，則MFe₂O_3.5中，F(xiàn)e元素的化合價為

2×3.5-2

2

=2.5，則MFe₂O_x中+2價鐵與+3價鐵的量之比為1：1，
故答案為：3.5；1：1；
（2）Fe₂O₄^2-+2e^-+8H⁺→2Fe²⁺+4H₂O為還原反應，則應加入還原性物質(zhì)，只有Cu₂O符合，反應的化學方程式為Fe₂CO₄^2-+Cu₂O+10H⁺=2Fe²⁺+2Cu²⁺+5H₂O，
故答案為：Fe₂CO₄^2-+Cu₂O+10H⁺=2Fe²⁺+2Cu²⁺+5H₂O．

點評：本題綜合考查氧化還原反應知識，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意把握題給信息，（1）從元素平均化合價的角度解答該題，題目難度不大．