Question

【题目】过二硫酸钾(K2S2O8)是白色晶体、无味、易潮解、不稳定，是重要的氧化剂，用途广泛。

回答下列问题：

(1)过二硫酸钾的结构探究

过二硫酸钾中含有-1、－2价的氧元素，-l、－2价 氧的原子个数之比为____。

(2)过二硫酸钾的制取探究

过二硫酸钾可采用电解硫酸和硫酸钾的混合物制取，装置如图。阳极的电极反应为____，阴极区pH将____(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)过二硫酸钾的性质探究

①取硫酸锰溶于试管中，滴入K2S2O8溶液，溶液呈紫红色，K2S2O8的还原产物为SO42-，该反应的离子方程式为____。

②取过二硫酸钾装入硬质玻璃管中，加热，分解产生的气体依次通过装置B、C、D。实验发现B中产生白色沉淀，C中溶液颜色无明显变化现象；用带火星的木条靠近D中的 a，木条复燃。

有同学认为依据上述实验现象，可以判断过二硫酸钾热分解产生了SO3和O2、而没有产生SO2，据此得出过二硫酸钾分解反应的化学方程式为____。有同学认为仅依据上述实验现象，所得气体除可能是SO3与O2的混合物外，还可能是 ___或 ___的混合物。为确定过二硫酸钾分解所得混合气体中是否含有SO3，可将上述实验中装置B整体更换为 ___。

Answer 1

【答案】1：3 2SO42－－2e－=S2O82－ 不变 2Mn2＋＋5S2O82－＋8H2O=10SO42－＋2MnO4－＋16H＋ 2K2S2O82K2SO4＋2SO3＋O2↑ SO2、O2 SO3、SO2、O2 浸入冰水的U型管

【解析】

（1）K2S2O8中K、S化合价为＋1、＋6，1mol过二硫酸钾中，－1价O的物质的量为x，则－2价O的物质的量为(8－x)，根据化合价代数和为0，得出x=2，则－1价O和－2价O物质的量之比为2：6=1：3；

（2）根据电解原理，阳极上失去电子，化合价升高，即阳极电极反应式为2SO42－－2e－=S2O82－；阴极区电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，阴极区消耗的n(H＋)等于阳极区迁入的n(H＋)，阴极区的pH保持不变；

（3）①S2O82－作氧化剂，其还原产物是SO42－，溶液变为紫红色，说明Mn2＋被氧化为MnO4－，因此反应的离子方程式为2Mn2＋＋5S2O82－＋8H2O=10SO42－＋2MnO4－＋16H＋；

②K2S2O8分解必产生K2SO4，如果分解产生SO3和O2，则反应的化学反应方程式为2K2S2O82K2SO4＋2SO3＋O2↑，B中产生白色沉淀，该沉淀是BaSO4，可能是SO3＋H2O=H2SO4，也可能是2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4，因此K2S2O8分解产生的气体可能是SO3和O2，也可能是SO2、O2，也可能是SO3、SO2、O2组成的混合物；SO3熔点16.8℃，沸点为44.8℃，常温下呈液态，SO2、O2常温下很难液化，根据浸入冰水的U型管是否能收集到SO3，可确定气体产物中是否含有SO3。