Question

水热法制备Fe₃O₄纳米颗粒的总反应：3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+xOH^-→Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，有关说法正确的是（　　）

• A、每转移1.5mol电子，有1.125mol Fe²⁺被氧化
• B、x=2
• C、Fe²⁺、S₂O₃^2-都是还原剂
• D、每生成1mol Fe₃O₄，转移电子2mol

Answer 1

分析：从电荷守恒的角度分析，可配平反应的离子方程式：3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-═Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，
反应中3Fe²⁺→Fe₃O₄，当3molFe²⁺参加反应时，有2molFe²⁺化合价升高，反应中Fe和S元素的化合价升高，被氧化，O₂为氧化剂．

解答：解：在3Fe²⁺+2 S₂O₃^2-+O₂+xOH^-=Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O中，化合物中铁元素、硫元素用平均化合价，铁元素的化合价变化：+2→+

8

3

；
硫元素的化合价变化为：+2→+

5

2

；氧元素的化合价变化：0→-2，
A．由方程式3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-═Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O可知，当转移4mol电子时，有2molFe²⁺被氧化，则每转移1.5mol电子，有0.75mol Fe²⁺被氧化，故A错误；
B．反应的离子方程式为3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-═Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，则x=4，故B错误；
C．反应3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-═Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O中，Fe和S元素的化合价升高，被氧化，Fe²⁺和S₂O₃^2-都是还原剂，故C正确；
D．反应3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-═Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O中，Fe和S元素的化合价升高，被氧化，O₂为氧化剂，每生成1molFe₃O₄，需要氧气1mol，反应转移的电子总数为4mol，故D错误．
故选C．

点评：本题考查氧化还原反应，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意Fe₃O₄是复杂的化合物，铁元素既有+2价也有+3价，把Fe₃O₄中铁元素的化合价用平均化合价处理，S₂O₃^2-的硫元素的化合价用平均化合价处理是解本题的关键，本题难度较大，需细心分析．