Question

【題目】過硫酸鉀（）具有強氧化性（常被還原為硫酸鉀），80℃以上易發生分解。實驗室模擬工業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。寫出電解時發生反應的離子方程式___________________。

（2）已知相關物質的溶解度曲線如下圖所示。在實驗室中提純過硫酸鉀粗產品的實驗具體操作依次為：將過硫酸鉀粗產品溶于適量水中，___________，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30 mL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0.1000mol·L-1Na2S2O3標準溶液滴定至終點，共消耗Na2S2O3標準溶液21.00mL。

(已知反應：I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-)

①若步驟2中未將碘量瓶“在暗處放置30 min”，立即進行步驟3，則測定的結果可能__________(選填“偏大”、“偏小”、“無影響”)；上述步驟3中滴定終點的現象是__________。

②根據上述步驟可計算出該樣品中過硫酸鉀的質量分數為__________。

③為確保實驗結果的準確性，你認為還需要____________________。

(4)將0.40mol過硫酸鉀與0.20mol硫酸配制成1 L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所示(H+濃度未畫出)。圖中物質X的化學式為

__________。

Answer 1

【答案】（10分）

(1)2SO42-+2H+S2O82-+H2↑；

(2)在不超過80℃的條件下加熱濃縮，冷卻結晶，過濾，用冷水洗滌；

(3)偏小；（1分）最后一滴滴入后溶液由藍色變為無色，且30s不變色（1分）94.50％（或0.9450）

重復上述實驗步驟1~2此（1分）

(4)H2O2

【解析】試題分析：（1）由題意知，硫酸銨轉化為過硫酸銨為氧化反應，則應發生H＋的還原反應；（2）根據各物質的溶解度變化和過硫酸鉀的性質，應運用重結晶法進行提純分離。（3）①若在步驟2中未將碘量瓶放置30 min立即進行步驟3，則可能造成過硫酸鉀未能完全轉化，最終導致測定結果偏小；滴定終點即是碘單質剛好消耗完畢，最后一滴滴入后溶液由藍色變為無色，且30 s不變色。②根據電子轉移關系有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定量實驗均應重復進行2～3次，故應該“重復上述實驗步驟1～2次”。（4）由過硫酸鉀的結構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。