Question

過二硫酸鉀（K₂S₂O₈）是一種無色結(jié)晶，不溶于乙醇，有強氧化性，易分解．實驗室制備過二硫酸鉀可通過低溫電解KHSO₄溶液得到．
實驗步驟如下：
步驟1．稱取40g KHSO₄溶解90mL蒸餾水，倒入大試管，試管浸在冰水浴中（裝置見圖），并冷卻到5℃以下；
步驟2．電解2h，每隔約半小時補一次冰；
步驟3．將沉淀收集在漏斗中，直接用乙醇和乙醚洗滌和過濾；
步驟4．干燥、稱重；
步驟5．回收乙醚和乙醇．
（1）電解總反應的化學方程式為

 

．
（2）電解過程中，陽極產(chǎn)生微量且能使?jié)駶櫟腒I-淀粉變藍的有色單質(zhì)氣體，該氣體可能是

 

（填化學式）．
（3）步驟2每隔半小時要向大燒杯添加冰塊，其原因是

 

．
（4）步驟5回收乙醇、乙醚時采用的操作方法是

 

．
（5）取得到的樣品0.2500g溶于30mL水，加4g KI，塞住瓶塞，振蕩，靜止15min，加入1mL冰醋酸，再用c mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定．（S₂O₈^2-+3I^-═2SO₄^2-+I₃^-； I₃^-?I₂+I；2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-）
①溶解時，加入KI后需塞住瓶塞，其目的是

 

．
②本實驗所用的指示劑為

 

．
③若本次滴定消耗Na₂SO₃溶液VmL，由本次結(jié)果計算，樣品中K₂S₂O₈的純度為

 

（用含c、V的代數(shù)式表示）．
（6）分析化學上檢驗Mn²⁺在Ag⁺催化下K₂S₂O₈溶液將Mn²⁺氧化為紫色的MnO₄^-，該反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）實驗室制備過二硫酸鉀可通過低溫電解KHSO₄溶液得到，依據(jù)原子守恒分析得到生成物為過二硫酸鉀和氫氣；
（2）陽極為陰離子放電，生成能氧化I^-的氣體，且為有色，則應為O₃，可理解成OH^-放電生成O₂，O₂在放電條件下進一步轉(zhuǎn)化為O₃；
（3）依據(jù)題干信息過二硫酸鉀易分解，故需要在低溫下生成；
（4）乙醇和乙醚為相互溶解的有機物，可利用兩者沸點不同而蒸餾分開；
（5）①I^-易被氧化，如空氣中的O₂能氧化碘離子分析；
②淀粉與I₂顯藍色，該實驗中當I₂被消耗時，藍色會褪去，從指示反應的終點；
③依據(jù)化學方程式計算得到
（6）Mn由+2價升到+7價，S由+7降到+6，根據(jù)得失電子守恒配平反應，再由電荷守恒確定出產(chǎn)物中有H⁺，最后由H原子守恒，確定反應物中還有H₂O，并配平．

解答： 解：（1）電解KHSO₄溶液，SO₄^2-失電子生成S₂O₈^2-，H⁺得電子生成H₂，反應的化學方程式為：2KHSO₄

通電  .

K₂S₂O₈+H₂↑；
故答案為：2KHSO₄

通電  .

K₂S₂O₈+H₂↑；
（2）陽極為陰離子放電，生成能氧化I^-的氣體，且為有色，則應為O₃，可理解成OH^-放電生成O₂，O₂在放電條件下進一步轉(zhuǎn)化為O₃；
故答案為：O₃；
（3）由信息知，每隔半小時要向大燒杯添加冰塊，其原因是過二硫酸鉀易分解，降低水溫，保證電解過程中溫度在5℃以下，故需要在低溫下生成；
故答案為：降低水溫，保證電解過程中溫度在5℃以下；
（4）乙醇和乙醚為相互溶解的有機物，可利用兩者沸點不同而蒸餾分開；
故答案為：蒸餾；
（5）I^-易被氧化，如空氣中的O₂，故實驗中需要封密，淀粉與I₂顯藍色，該實驗中當I₂被消耗時，藍色會褪去，從指示反應的終點；由方程式找出關系式：
K₂S₂O₈～I₃^-～I₂～2S₂O₃^2-
270               2
m（K₂S₂O₈）     cV10^-3
w（K₂S₂O₈）=

m(K2S2O8)

0.25

=

270×cV×10-3

2×0.25

×100%=54cV%；
故答案為：54cV%；
（6）Mn由+2價升到+7價，S由+7降到+6，根據(jù)得失電子守恒配平反應，再由電荷守恒確定出產(chǎn)物中有H⁺，最后由H原子守恒，確定反應物中還有H₂O，并配平．得到離子方程式為：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O═2MnO₄^-+10SO₄^2-+16H⁺；
故答案為：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O═2MnO₄^-+10SO₄^2-+16H⁺

點評：本題考查了電解原理的分析判斷，實驗過程分析判斷，物質(zhì)分離方法，掌握物質(zhì)性質(zhì)和電解原理，氧化還原反應電子守恒配平離子方程式是解題關鍵，題目難度中等．