Question

新型纳米材料氧缺位铁酸锌(ZnFe₂O_x,3<x<4，Zn的化合价为＋2价，下同)，工业上可由铁酸锌(ZnFe₂O₄)经过高温反应得到。

(1)ZnFe₂O₄中Fe元素的化合价为________。

(2)将纳米材料氧缺位铁酸盐分散在蒸馏水中，形成的分散系和NaCl溶液的本质区别是_____________。

(3)ZnFe₂O₄经过高温反应得到ZnFe₂O_x的反应属于________(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。

(4)酸性条件下，Fe₂O容易转化为Fe^2＋，该反应体系中的粒子有：Fe₂O、Fe^2＋、H^＋、H₂O、Cu₂O、Cu^2＋，该反应的离子方程式为                        。

Answer

(1)＋3 (2)分散质的粒子直径不同 (3)氧化还原

(4)Fe2O42－＋Cu2O＋10H＋＝2Fe2＋＋2Cu2＋＋5H2O

【解析】

试题分析：（1）依据化合物MFe2O4中元素化合价代数和为0，即M的化合价为+2价，氧元素为-2价，铁元素的化合价为x，则+2+2x+（-2×4）=0，x=+3；

（2）将纳米材料氧缺位铁酸盐分散在蒸馏水中，形成的分散系属于胶体分散系，胶体和NaCl溶液的本质区别是分散质微粒直径大小不同；

（3）铁酸盐MFe2O4经过高温反应得到MFe2Ox的，根据题干中的信息，3＜x＜4，M=Mn、Zn、Ni，且均为+2价，可知变化过程中铁元素化合价发生了变化，是氧化还原反应；

（4）在酸性条件下，Fe2O42-容易转化为Fe2+，铁元素的化合价从+3价变化为+2价，化合价降低做氧化剂，反应体系中共存在下列6种粒子：Fe2O42－、Fe2＋、H＋、H2O、Cu2O、Cu2＋，能做还原剂的物质中元素化合价升高，才能符合氧化还原反应的特征元素化合价有升有降，所以Cu2O变化为Cu2+，符合化合价升高的变化，故氧化剂为Fe2O42-，Fe元素的化合价要降低为亚铁离子，根据电子守恒和元素守恒，该反应的离子方程式为Fe2O42－＋Cu2O＋10H＋＝2Fe2＋＋2Cu2＋＋5H2O。

考点：考查纳米材料的结构特点，分散系的本质特征，化合物中元素化合价的计算，氧化还原反应特征的应用