Question

新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox，3<x<4，M=Mn、Zn、Ni且均显+2价，下同)由铁酸盐(MFe2O4)经高温还原而得。常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示：

(1)已知铁酸盐(MFe2O4)被H2高温还原时，发生反应的MFe2O4与H2的物质的量之比为 2︰1，则还原产物 MFe2Ox 中x=______，MFe2Ox 中+2价铁与+3价铁的量之比为_____。

(2)在酸性溶液中，Fe2O42－易转化为Fe2＋:Fe2O42－＋2e－＋8H＋→2Fe2＋＋4H2O有 KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3 四种物质中的一种能使上述还原过程发生，写出该氧化还原反应的离子方程式并配平_________________。

Answer 1

【知识点】计算、氧化还原反应 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）根据元素化合价代数和为0知化合物MFe2O4中铁元素的化合价为+3（设Fe的化合价为x，则+2+2x+（-2×4）=0，x=+3），1mol氢气在反应中失去电子2mol，则2mol MFe2O4中的Fe得到电子2mol，即只有2molFe3+得到电子，则MFe2Ox中的2个Fe，1个是+2价，1个是+3价，因此x=3.5，MFe2Ox 中+2价铁与+3价铁的量之比为1：1.

⑵由于Fe2O42－转化为Fe2＋是还原反应，因此需加还原剂，即加Cu2O，反应为Fe2O42－＋Cu2O＋10H＋=2Fe2＋＋2Cu2＋＋5H2O。

【思路点拨】本题⑵的氧化还原反应的配平：首先根据氧化还原反应得失电子相等配平氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物Fe2O42－＋Cu2O=2Fe2＋＋2Cu2＋，再根据电荷守恒确定左边加10个H+，最后根据原子守恒配平。