Question

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右图所示。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0.300 0 g于碘量瓶中，加入30 mL水溶解。

步骤2：向溶液中加入4.00 0 g 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0.100 0 mol·L^－1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，共消耗Na₂S₂O₃标准溶液21.00 mL。

（已知反应：I₂＋2S₂O₃^2-=2I^－＋S₄O₆^2-）

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0.40 mol过硫酸钾与0.20 mol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________________________。

Answer

（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）①偏小 最后一滴滴入后溶液由蓝色变为无色，且30 s不变色 ②94.50%（或0.945 0）

③重复上述实验步骤1～2次 （4）H2O2

【解析】（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。