Question

5．新型納米材料氧缺位鐵酸鹽（MFe₂O_x，3＜x＜4，M=Mn、Zn、Ni，且均為+2價(jià)，下同）是由鐵酸鹽MFe₂O₄經(jīng)過高溫反應(yīng)得到的．
（1）將納米材料氧缺位鐵酸鹽分散在蒸餾水中，所形成的分散系屬于本質(zhì)特征是膠體；
（2）MFe₂O₄中Fe元素的化合價(jià)為+3．
（3）鐵酸鹽MFe₂O₄經(jīng)過高溫反應(yīng)得到MFe₂O_x的反應(yīng)屬于氧化還原（填“氧化還原”或“非氧化還原”）反應(yīng)．
（4）在酸性條件下，F(xiàn)e₂${{O}_{4}}^{2-}$容易轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，某反應(yīng)體系中共存在下列6種粒子：Fe₂${{O}_{4}}^{2-}$、Fe²⁺、H⁺、H₂O、Cu₂O、Cu²⁺，若Fe²⁺的計(jì)量數(shù)為2，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式Fe₂O₄^2-+Cu₂O+10H⁺═2Fe²⁺+2Cu²⁺+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)新型納米材料的微粒直徑在1nm-100nm分析判斷；
（2）依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算判斷；
（3）依據(jù)鐵酸鹽MFe₂O₄經(jīng)過高溫反應(yīng)得到MFe₂O_x，3＜x＜4，M=Mn、Zn、Ni，且均為+2價(jià)，說明鐵元素的化合價(jià)發(fā)生變化分析判斷；
（4）依據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征是元素化合價(jià)有升高的，有降低的分析判斷．

解答 解：（1）新型納米材料氧缺位鐵酸鹽，是納米材料，微粒直徑是在1nm-100nm間，所以分散在蒸餾水中，所形成的分散系屬于膠體，故答案為：膠體；
（2）依據(jù)化合物MFe₂O₄中元素化合價(jià)代數(shù)和為0，即M的化合價(jià)為+2價(jià)，氧元素為-2價(jià)，鐵元素的化合價(jià)為x，則+2+2x+（-2×4）=0，x=+3，故答案為：+3；
（3）鐵酸鹽MFe₂O₄經(jīng)過高溫反應(yīng)得到MFe₂O_x的，根據(jù)題干中的信息，3＜x＜4，M=Mn、Zn、Ni，且均為+2價(jià)，可知變化過程中鐵元素化合價(jià)發(fā)生了變化，是氧化還原反應(yīng)；
故答案為：氧化還原；
（4）在酸性條件下，F(xiàn)e₂O₄^2-容易轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，鐵元素的化合價(jià)從+3價(jià)變化為+2價(jià)，化合價(jià)降低做氧化劑，反應(yīng)體系中共存在下列6種粒子：Fe₂O₄^2-、Fe²⁺、H⁺、H₂O、Cu₂O、Cu²⁺，能做還原劑的物質(zhì)中元素化合價(jià)升高，才能符合氧化還原反應(yīng)的特征元素化合價(jià)有升有降，所以Cu₂O變化為Cu²⁺，符合化合價(jià)升高的變化，故氧化劑為Fe₂O₄^2-，還原劑為Cu₂O，根據(jù)電子守恒和元素守恒，該反應(yīng)的離子方程式為Fe₂O₄^2-+Cu₂O+10H⁺═2Fe²⁺+2Cu²⁺+5H₂O，
故答案為：Fe₂O₄^2-+Cu₂O+10H⁺═2Fe²⁺+2Cu²⁺+5H₂O

點(diǎn)評(píng) 本題考查了納米材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分散系的本質(zhì)特征，化合物中元素化合價(jià)的計(jì)算，氧化還原反應(yīng)特征的應(yīng)用，關(guān)鍵是信息的綜合應(yīng)用，題目難度中等．