Question

【題目】過硫酸鉀（）具有強氧化性（常被還原為硫酸鉀），80℃以上易發(fā)生分解．實驗室模擬工業(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，以鉑作電極進行電解，生成過硫酸銨溶液．寫出電解時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________．

（2）已知相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖1所示．在實驗室中提純過硫酸鉀粗產(chǎn)品的實驗具體操作依次為：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行測定．實驗步驟如下：

步驟1：稱取過硫酸鉀樣品0.3000g于碘量瓶中，加入30mL水溶解．

步驟2：向溶液中加入4.000g KI固體（略過量），搖勻，在暗處放置30min．

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0.1000molL﹣1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點，共消耗Na2S2O3標準溶液21.00mL．（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30min”，立即進行步驟3，則測定的結(jié)果可能_______（選填“偏大”、“偏小”、“無影響”）；上述步驟3中滴定終點的現(xiàn)象是_________．

②根據(jù)上述步驟可計算出該樣品中過硫酸鉀的質(zhì)量分數(shù)為_______．

（4）將0.40mol過硫酸鉀與0.20mol硫酸配制成1L溶液，在80℃條件下加熱并在t時刻向溶液中滴加入少量FeCl3溶液，測定溶液中各成分的濃度如圖2所示（H+濃度未畫出）．圖中物質(zhì)X的化學式為________。

Answer 1

【答案】 2SO42﹣+2H+S2O82﹣+H2↑ 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 偏小 最后一滴滴入后溶液由藍色變?yōu)闊o色，且30 s不變色 94.50%（或0.9450） H2O2

【解析】（1）硫酸銨和硫酸配制成電解液，以鉑作電極進行電解，生成過硫酸銨溶液，說明電解時陽極上SO42-被氧化生成S2O82-，溶液呈酸性，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，則電解方程式為2SO42﹣+2H+S2O82﹣+H2↑；（2）由圖1可知，過硫酸鉀溶解度較小，可用溶解、結(jié)晶、過濾、洗滌的方法提純，注意加熱溫度不能超過80℃，故答案為：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若步驟2中未將碘量瓶“在暗處放置30min”，則KI為充分與過硫酸鉀發(fā)生反應(yīng)，溶液中生成的碘較少，則用Na2S2O3標準溶液滴定時測定結(jié)果偏小；滴定終點，溶液由藍色變?yōu)闊o色，故答案為：偏小； 最后一滴滴入后溶液由藍色變?yōu)闊o色，且30 s不變色；②由信息過硫酸鉀（）具有強氧化性（常被還原為硫酸鉀），可知過硫酸鉀與碘化鉀反應(yīng)反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為S2O82-+2I-=2SO42-+I2，加入Na2S2O3標準溶液發(fā)生I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，可得關(guān)系式S2O82-～2S2O32-，n（Na2S2O3）=0.1000mol/L×0.021L=2.1×10-3mol，則由S2O82-～2S2O32-，可知n（K2S2O8）=1.05×10-3mol，m（K2S2O8）=1.05×10-3mol×270g/mol=0.2835g，則ω（K2S2O8）=×100%=94.50%（或0.9450）；③為減少實驗誤差，可重復操作1～2次，故答案為：重復上述實驗步驟1～2次；（4）過硫酸鉀80℃以上易發(fā)生分解生成X，X在FeCl3溶液作用下生成氣體，該氣體應(yīng)為氧氣，X應(yīng)為H2O2。