题目内容

【题目】过硫酸钾()具有强氧化性(常被还原为硫酸钾),80℃以上易发生分解。实验室模拟工业合成过硫酸钾的流程如下:

(1)硫酸铵和硫酸配制成电解液,以铂作电极进行电解,生成过硫酸铵溶液。写出电解时发生反应的离子方程式___________________。

(2)已知相关物质的溶解度曲线如下图所示。在实验室中提纯过硫酸钾粗产品的实验具体操作依次为:将过硫酸钾粗产品溶于适量水中,___________,干燥。

(3)样品中过硫酸钾的含量可用碘量法进行测定。实验步骤如下:

步骤1:称取过硫酸钾样品0.3000g于碘量瓶中,加入30 mL水溶解。

步骤2:向溶液中加入4.000g KI固体(略过量),摇匀,在暗处放置30 min。

步骤3:在碘量瓶中加入适量醋酸溶液酸化,以淀粉溶液作指示剂,用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,共消耗Na2S2O3标准溶液21.00mL。

(已知反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)

①若步骤2中未将碘量瓶“在暗处放置30 min”,立即进行步骤3,则测定的结果可能__________(选填“偏大”、“偏小”、“无影响”);上述步骤3中滴定终点的现象是__________。

②根据上述步骤可计算出该样品中过硫酸钾的质量分数为__________。

③为确保实验结果的准确性,你认为还需要____________________。

(4)将0.40mol过硫酸钾与0.20mol硫酸配制成1 L溶液,在80℃条件下加热并在t时刻向溶液中滴加入少量FeCl3溶液,测定溶液中各成分的浓度如图所示(H+浓度未画出)。图中物质X的化学式为

__________。

【答案】(10分)

(1)2SO42-+2H+S2O82-+H2↑;

(2)在不超过80℃的条件下加热浓缩,冷却结晶,过滤,用冷水洗涤;

(3)偏小;(1分)最后一滴滴入后溶液由蓝色变为无色,且30s不变色(1分)94.50%(或0.9450)

重复上述实验步骤1~2此(1分)

(4)H2O2

【解析】试题分析:(1)由题意知,硫酸铵转化为过硫酸铵为氧化反应,则应发生H+的还原反应;(2)根据各物质的溶解度变化和过硫酸钾的性质,应运用重结晶法进行提纯分离。(3)①若在步骤2中未将碘量瓶放置30 min立即进行步骤3,则可能造成过硫酸钾未能完全转化,最终导致测定结果偏小;滴定终点即是碘单质刚好消耗完毕,最后一滴滴入后溶液由蓝色变为无色,且30 s不变色。②根据电子转移关系有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定量实验均应重复进行2~3次,故应该“重复上述实验步骤1~2次”。(4)由过硫酸钾的结构及图中粒子的量变化知,0.4 mol过硫酸钾可生成0.4 mol H2O2,然后再分解可得0.2 mol O2,与图吻合。

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