Question

【題目】過(guò)硫酸氫鉀復(fù)鹽(化學(xué)式表示為K2SO4·KHSO4·2KHSO5)，—般用作漂白劑及NOx、SO2等廢氣脫除劑。制備過(guò)硫酸氫鉀復(fù)鹽流程如圖：

（1）在“轉(zhuǎn)化”操作前，需先用冰水冷卻雙氧水，可能的原因是________________。“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中，濃硫酸與H2O2發(fā)生可逆反應(yīng)生成過(guò)硫酸(H2SO5)，寫(xiě)出該變化的化學(xué)反應(yīng)方程式____________________。

（2）已知H2SO5為一元強(qiáng)酸。結(jié)晶操作中，加入K2CO3即可獲得過(guò)硫酸氫鉀復(fù)鹽晶體，該過(guò)程的離子反應(yīng)方程式為________________________；操作中，選用50%K2CO3溶液且需分批緩慢加入目的是____________。過(guò)硫酸氫鉀復(fù)鹽產(chǎn)率(以產(chǎn)品含氧量表示)隨溶液pH和溫度的變化關(guān)系如圖所示。則該過(guò)程適宜的條件是________________。

（3）過(guò)濾后，用無(wú)水乙醇取代蒸餾水洗滌沉淀，目的是__________________。

Answer 1

【答案】 濃硫酸與H2O2溶液混合時(shí)，大量放熱，溫度高H2O2易分解 H2SO4+H2O2H2SO5+H2O 10K++5CO32-+4HSO4-4HSO5-+12H+=5CO2↑+2K2SO4·KHSO4·2KHSO5+5H2O 控制反應(yīng)條件，避免反應(yīng)過(guò)于激烈 0℃pH=2左右 便于晶體干燥或減少溶解損失

【解析】(1)濃硫酸與H2O2溶液混合時(shí)，放出大量熱，溫度高，H2O2易分解，故在“轉(zhuǎn)化”中，用冰水浴冷卻；濃硫酸與H2O2反應(yīng)，部分轉(zhuǎn)化為過(guò)硫酸H2SO5和水，反應(yīng)為：H2SO4+H2O2H2SO5+H2O；故答案為：濃硫酸與H2O2溶液混合時(shí)，大量放熱，溫度高，H2O2易分解；H2SO4+H2O2H2SO5+H2O；

(2)H2SO5與K2CO3即可獲得過(guò)硫酸氫鉀復(fù)鹽晶體，因?yàn)?/span>H2SO5為一元強(qiáng)酸，故還有二氧化碳生成，則離子方程式為：10K++5CO32-+4SO42-+4HSO5-+12H+= 5CO2↑+ 2K2SO4KHSO42KHSO5↓+ 5H2O；為避免反應(yīng)過(guò)于劇烈，K2CO3溶液需分批緩慢加入；根據(jù)圖示，0℃、pH=2左右時(shí)，過(guò)硫酸氫鉀復(fù)鹽產(chǎn)率(以產(chǎn)品含氧量表示)最大，故此條件為最適宜條件，故答案為：10K++5CO32-+4SO42-+4HSO5-+12H+= 5CO2↑+ 2K2SO4KHSO42KHSO5↓+ 5H2O；控制加入的K2CO3的量，避免反應(yīng)過(guò)于激烈；0℃、pH=2左右；

(3)無(wú)水乙醇洗滌沉淀，可以洗除晶體表面的雜質(zhì)，同時(shí)乙醇易揮發(fā)，便于晶體干燥，故答案為：便于晶體干燥。