Question

新型纳米材料氧缺位铁酸盐（MFe₂O_x，3＜x＜4，M＝Mn、Zn、Ni，其均显＋2价，下同），由铁酸盐MFe₂O₄经高温还原得到，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去，转化流程如下：

（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MFe₂O_x中x＝________，MFe₂O_x中＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为_____。

（2）在酸性溶液中，Fe₂O₄^2-易转化为Fe^2＋：Fe₂O₄^2-＋2e^－＋8H^＋=2Fe^2＋＋4H₂O，有K₂MnO₄、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

3.5 1∶1 Fe2O42-+Cu2O+10H+=2Fe2++2Cu2++5H2O

【解析】

(1)根据铁酸盐(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书写反应的方程式，结合质量守恒和化合价的代数和为0分析解答；

(2)Fe2O42-+2e-+8H+→2Fe2++4H2O为还原反应，则应加入还原性物质，据此分析判断并书写方程式。

(1)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，反应的方程式为2MFe2O4+H2=2MFe2Ox+H2O，由质量守恒可知2x+1=2×4，x=3.5，则MFe2O3.5中，Fe元素的化合价为=2.5，则MFe2Ox中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为1∶1，故答案为：3.5；1∶1；

(2)Fe2O42-+2e-+8H+→2Fe2++4H2O为还原反应，则应加入还原性物质，只有Cu2O符合，因此反应的化学方程式为Fe2O42-+Cu2O+10H+=2Fe2++2Cu2++5H2O，故答案为：Fe2O42-+Cu2O+10H+=2Fe2++2Cu2++5H2O。