Question

【题目】过二硫酸钾(K2S2O8) 在科研与工业上有重要用途。

（1）H2S2O8的结构式如图，其中S元素的化合价为__________。在Ag+催化下，S2O82-能使含Mn2+的溶液变成紫红色，氧化产物是___________（填离子符号）。

（2）某厂采用湿法K2S2O8氧化脱硝和氨法脱硫工艺综合处理锅炉烟气，提高了烟气处理效率，处理液还可以用作城市植被绿化的肥料。

①脱硫过程中，当氨吸收液的pH=6时，n(SO32-)∶n(HSO3-)=________。

[巳知：25℃时，Ka1(H2SO3)=1.5×10-2，K a2(H2SO3)=1.0×10-7]

②脱硝过程中依次发生两步反应：第1步，K2S2O8将NO氧化成HNO2，第2步，K2S2O8继续氧化HNO2，第2步反应的化学方程式为______________________________________；

（3）过二硫酸钾可通过“电解→转化→提纯”方法制得，电解装置示意图如图所示。

①电解时，铁电极连接电源的_________________极。

②常温下，电解液中含硫微粒的主要存在形式与pH的关系如下图所示。在阳极放电的离子主要是HSO4-，阳极区电解质溶液的pH范围为_________，阳极的电极反应式为________________________。

③往电解产品中加入硫酸钾，使其转化为过二硫酸钾粗产品，提纯粗产品的方法____。

Answer 1

【答案】+6 MnO4- 1:10 HNO2+K2S2O8+H2O=HNO3+K2SO4+H2SO4 负 0—2 2HSO4--2e-= S2O82-+2H+ 重结晶

【解析】

（1）过二硫酸结构简式为，存在1个过氧键（-O-O-）、4个S=O键，4个S-O键，4个S=O键中，4个O原子显-2价、过氧键（-O-O-）2个O原子显-1价，4个S-O键中4个O原子显-2价，根据化合价代数和等于0计算硫元素的化合价；过二硫酸中含有-1价氧原子，所以过二硫酸具有氧化性，S2O82-能使含Mn2+的溶液变成紫红色，说明有MnO4-生成；（2）①根据K a2(H2SO3)= 计算pH=6时，n(SO32-)∶n(HSO3-)的值；②亚硝酸被氧化为硝酸， S2O82-被还原为SO42-；（3）①NaHSO4溶液制取过二硫酸钾，氧元素失电子发生氧化反应，若铁作阳极，则铁失电子发生氧化反应；②根据阳极放电的离子是HSO4-，电解产物是Na2S2O8分析；根据溶解度不同提纯提纯粗产品；

（1）过二硫酸结构简式为，存在1个过氧键（-O-O-）、4个S=O键，4个S-O键，4个S=O键中，4个O原子显-2价、过氧键（-O-O-）2个O原子显-1价，4个S-O键中4个O原子显-2价，根据化合价代数和等于0，硫元素的化合价为+6；过二硫酸中含有-1价氧原子，所以过二硫酸具有氧化性，S2O82-能使含Mn2+的溶液变成紫红色，说明有MnO4-生成，所以氧化产物是MnO4-；（2）①根据K a2(H2SO3)=， pH=6时， ，所以n(SO32-)∶n(HSO3-)=1:10；②亚硝酸被氧化为硝酸， S2O82-被还原为SO42-，反应方程式为HNO2+K2S2O8+H2O=HNO3+K2SO4+H2SO4 ；（3）①NaHSO4溶液制取过二硫酸钾，氧元素失电子发生氧化反应，若铁作阳极，则铁失电子发生氧化反应，所以铁作阴极，连接电源负极；②根据图示，阳极放电的离子是HSO4-，电解产物是Na2S2O8，所以控制pH的范围是0—2；阳极的电极反应式为2HSO4--2e-= S2O82-+2H+；③提纯过二硫酸钾的方法是重结晶。