Question

過硫酸鉀（）具有強(qiáng)氧化性（常被還原為硫酸鉀），80 ℃以上易發(fā)生分解。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)合成過硫酸鉀的流程如下：

（1）硫酸銨和硫酸配制成電解液，以鉑作電極進(jìn)行電解，生成過硫酸銨溶液。寫出電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____________________________________

___________________________________。

（2）已知相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如右圖所示。在實(shí)驗(yàn)室中提純過硫酸鉀粗產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)具體操作依次為：將過硫酸鉀粗產(chǎn)品溶于適量水中，________________，干燥。

（3）樣品中過硫酸鉀的含量可用碘量法進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：稱取過硫酸鉀樣品0.300 0 g于碘量瓶中，加入30 mL水溶解。

步驟2：向溶液中加入4.00 0 g KI固體（略過量），搖勻，在暗處放置30 min。

步驟3：在碘量瓶中加入適量醋酸溶液酸化，以淀粉溶液作指示劑，用0.100 0 mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，共消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液21.00 mL。

（已知反應(yīng)：I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-）

①若步驟2中未將碘量瓶“在暗處放置30 min”，立即進(jìn)行步驟3，則測(cè)定的結(jié)果可能________（選填“偏大”、“偏小”、“無影響”）；上述步驟3中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____________________________________________。

②根據(jù)上述步驟可計(jì)算出該樣品中過硫酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______________。

③為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，你認(rèn)為還需要____________________________。

（4）將0.40 mol過硫酸鉀與0.20 mol硫酸配制成1 L溶液，在80 ℃條件下加熱并在t時(shí)刻向溶液中滴加入少量FeCl3溶液，測(cè)定溶液中各成分的濃度如圖所示（H＋濃度未畫出）。圖中物質(zhì)X的化學(xué)式為________________________。

 

 

Answer 1

（1）2SO42-＋2H＋S2O82-＋H2↑

（2）在不超過80 ℃的條件下加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，用冷水洗滌�。�3）①偏小　最后一滴滴入后溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且30 s不變色　②94.50%（或0.945 0）

③重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟1～2次�。�4）H2O2

【解析】（1）由題意知，硫酸銨轉(zhuǎn)化為過硫酸銨為氧化反應(yīng)，則應(yīng)發(fā)生H＋的還原反應(yīng)；（2）根據(jù)各物質(zhì)的溶解度變化和過硫酸鉀的性質(zhì)，應(yīng)運(yùn)用重結(jié)晶法進(jìn)行提純分離。（3）①若在步驟2中未將碘量瓶放置30 min立即進(jìn)行步驟3，則可能造成過硫酸鉀未能完全轉(zhuǎn)化，最終導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏小；滴定終點(diǎn)即是碘單質(zhì)剛好消耗完畢，最后一滴滴入后溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且30 s不變色。②根據(jù)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系有S2O82-～I2～2S2O32-，故n（K2S2O8）＝0.1000 mol·L－1×0.021 L×＝0.001 05 mol，m（K2S2O8）＝0.001 05 mol×270 g·mol－1＝0.283 5 g，w（K2S2O8）＝×100%＝94.50%。③定量實(shí)驗(yàn)均應(yīng)重復(fù)進(jìn)行2～3次，故應(yīng)該“重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟1～2次”。（4）由過硫酸鉀的結(jié)構(gòu)及圖中粒子的量變化知，0.4 mol過硫酸鉀可生成0.4 mol H2O2，然后再分解可得0.2 mol O2，與圖吻合。