Question

【题目】过二硫酸钾(K2S2O8) 在科研与工业上有重要用途。

（1）S2O82-的结构式为，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______________________________________；

一定条件下，NO去除率随温度变化的关系如右图所示。80℃时，若NO初始浓度为450mg·m-3，t min达到最大去除率，NO去除的平均反应速率：

v(NO) =____mol·L-1·min-1（列代数式）

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

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 （或或） 负 0- 2 2HSO4--2e-= S2O82-+2H+ 重结晶

【解析】（1）S2O82-的结构式为，每个硫与4个O原子形成6个共价键，其中S元素的化合价为+6。在Ag+催化下，S2O82-能使含Mn2+的溶液变成紫红色，氧化产物是 MnO4- 。（2）①脱硫过程中，当氨吸收液的pH=6时，HSO3－SO32－＋H＋,Ka2=c(SO32-)c（H＋）/c(HSO3-)=1.0×10-7，n(SO32-)∶n(HSO3-) =1:10。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，K2S2O8作氧化剂，还原成H2SO4 ，第2步反应的化学方程式为HNO2+K2S2O8+H2O=HNO3+K2SO4+H2SO4 ；80℃时，若NO初始浓度为450mg·m-3，t min达到最大去除率为0.916，NO去除的平均反应速率：v(NO) =mol·L-1·min-1；（3）①电解时，铁作阴极，铁电极连接电源的负极。②常温下，在阳极放电的离子主要是HSO4-，电解HSO4-生成S2O82-，由图HSO4-存在的pH范围-2～2，S2O82-存在的pH范围0-2，阳极区电解质溶液的pH范围为0-2；S化合价不变，O由-2升高至-1价，失电子，阳极的电极反应式为 2HSO4--2e-= S2O82-+2H+ 。

③往电解产品过二硫酸钠中加入硫酸钾，使其转化为过二硫酸钾粗产品，依据两者的溶解度差异，提纯粗产品的方法用重结晶的方法。