四氧化三铁（Fe3O4）磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学等多个领域潜在应用的有力工具．水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe2+2S2O32-+O2+xOH-═Fe3O4↓+S4O62-+2H2O．请回答下列问题：（1）水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应中，还原剂是，S2O32-中S的化合价为．（2）反应的化学方程式中x=．（3）每生成 1mol Fe3O4，反应转移的电子为mol，被Fe2+还原的O2的物质的量为mol．

2019-04-09

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四氧化三铁（Fe₃O₄）磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学等多个领域潜在应用的有力工具．水热法制备Fe₃O₄纳米颗粒的反应是3Fe²+2S₂O₃^2-+O₂+xOH^-═Fe₃O₄↓+S₄O₆^2-+2H₂O．
请回答下列问题：
（1）水热法制备Fe₃O₄纳米颗粒的反应中，还原剂是___，S₂O₃^2-中S的化合价为___．
（2）反应的化学方程式中x=___．
（3）每生成 1mol Fe₃O₄，反应转移的电子为___mol，被Fe²⁺还原的O₂的物质的量为___mol．

优质解答

（1）反应中Fe元素化合价部分升高为+3价，S元素化合价由+2价升高到+2.5价，则还原剂是Fe²⁺和S₂O₃^2-，根据化合价代数和为0，则S₂O₃^2-中S的化合价为+2，故答案为：Fe²⁺和S₂O₃^2-；+2；
（2）由电荷守恒可知，（+2）×3+（-2）×2+x×（-1）=-2，则x=4，故答案为：4；
（3）Fe、S元素的化合价升高，O元素的化合价降低，由反应可知，该反应转移4e^-，所以每生成1mol Fe₃O₄，由O元素的化合价变化可知，转移电子为1mol×2×[0-（-2）]=4mol，每生成1mol Fe₃O₄，消耗3molFe²⁺，其中有2molFe²⁺被氧化生成+3价，则被Fe²⁺还原的O₂的物质的量为

2

2×(2-0)

mol=0.5mol，
故答案为：4；0.5．（1）反应中Fe元素化合价部分升高为+3价，S元素化合价由+2价升高到+2.5价，则还原剂是Fe²⁺和S₂O₃^2-，根据化合价代数和为0，则S₂O₃^2-中S的化合价为+2，故答案为：Fe²⁺和S₂O₃^2-；+2；
（2）由电荷守恒可知，（+2）×3+（-2）×2+x×（-1）=-2，则x=4，故答案为：4；
（3）Fe、S元素的化合价升高，O元素的化合价降低，由反应可知，该反应转移4e^-，所以每生成1mol Fe₃O₄，由O元素的化合价变化可知，转移电子为1mol×2×[0-（-2）]=4mol，每生成1mol Fe₃O₄，消耗3molFe²⁺，其中有2molFe²⁺被氧化生成+3价，则被Fe²⁺还原的O₂的物质的量为

2

2×(2-0)

mol=0.5mol，
故答案为：4；0.5．