Question

过二硫酸钾（K₂S₂O₈）是一种无色结晶，不溶于乙醇，有强氧化性，易分解．实验室制备过二硫酸钾可通过低温电解KHSO₄溶液得到．
实验步骤如下：
步骤1．称取40g KHSO₄溶解90mL蒸馏水，倒入大试管，试管浸在冰水浴中（装置见图），并冷却到5℃以下；
步骤2．电解2h，每隔约半小时补一次冰；
步骤3．将沉淀收集在漏斗中，直接用乙醇和乙醚洗涤和过滤；
步骤4．干燥、称重；
步骤5．回收乙醚和乙醇．
（1）电解总反应的化学方程式为

 

．
（2）电解过程中，阳极产生微量且能使湿润的KI-淀粉变蓝的有色单质气体，该气体可能是

 

（填化学式）．
（3）步骤2每隔半小时要向大烧杯添加冰块，其原因是

 

．
（4）步骤5回收乙醇、乙醚时采用的操作方法是

 

．
（5）取得到的样品0.2500g溶于30mL水，加4g KI，塞住瓶塞，振荡，静止15min，加入1mL冰醋酸，再用c mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定．（S₂O₈^2-+3I^-═2SO₄^2-+I₃^-； I₃^-?I₂+I；2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-）
①溶解时，加入KI后需塞住瓶塞，其目的是

 

．
②本实验所用的指示剂为

 

．
③若本次滴定消耗Na₂SO₃溶液VmL，由本次结果计算，样品中K₂S₂O₈的纯度为

 

（用含c、V的代数式表示）．
（6）分析化学上检验Mn²⁺在Ag⁺催化下K₂S₂O₈溶液将Mn²⁺氧化为紫色的MnO₄^-，该反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）实验室制备过二硫酸钾可通过低温电解KHSO₄溶液得到，依据原子守恒分析得到生成物为过二硫酸钾和氢气；
（2）阳极为阴离子放电，生成能氧化I^-的气体，且为有色，则应为O₃，可理解成OH^-放电生成O₂，O₂在放电条件下进一步转化为O₃；
（3）依据题干信息过二硫酸钾易分解，故需要在低温下生成；
（4）乙醇和乙醚为相互溶解的有机物，可利用两者沸点不同而蒸馏分开；
（5）①I^-易被氧化，如空气中的O₂能氧化碘离子分析；
②淀粉与I₂显蓝色，该实验中当I₂被消耗时，蓝色会褪去，从指示反应的终点；
③依据化学方程式计算得到
（6）Mn由+2价升到+7价，S由+7降到+6，根据得失电子守恒配平反应，再由电荷守恒确定出产物中有H⁺，最后由H原子守恒，确定反应物中还有H₂O，并配平．

解答： 解：（1）电解KHSO₄溶液，SO₄^2-失电子生成S₂O₈^2-，H⁺得电子生成H₂，反应的化学方程式为：2KHSO₄

通电  .

K₂S₂O₈+H₂↑；
故答案为：2KHSO₄

通电  .

K₂S₂O₈+H₂↑；
（2）阳极为阴离子放电，生成能氧化I^-的气体，且为有色，则应为O₃，可理解成OH^-放电生成O₂，O₂在放电条件下进一步转化为O₃；
故答案为：O₃；
（3）由信息知，每隔半小时要向大烧杯添加冰块，其原因是过二硫酸钾易分解，降低水温，保证电解过程中温度在5℃以下，故需要在低温下生成；
故答案为：降低水温，保证电解过程中温度在5℃以下；
（4）乙醇和乙醚为相互溶解的有机物，可利用两者沸点不同而蒸馏分开；
故答案为：蒸馏；
（5）I^-易被氧化，如空气中的O₂，故实验中需要封密，淀粉与I₂显蓝色，该实验中当I₂被消耗时，蓝色会褪去，从指示反应的终点；由方程式找出关系式：
K₂S₂O₈～I₃^-～I₂～2S₂O₃^2-
270               2
m（K₂S₂O₈）     cV10^-3
w（K₂S₂O₈）=

m(K2S2O8)

0.25

=

270×cV×10-3

2×0.25

×100%=54cV%；
故答案为：54cV%；
（6）Mn由+2价升到+7价，S由+7降到+6，根据得失电子守恒配平反应，再由电荷守恒确定出产物中有H⁺，最后由H原子守恒，确定反应物中还有H₂O，并配平．得到离子方程式为：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O═2MnO₄^-+10SO₄^2-+16H⁺；
故答案为：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O═2MnO₄^-+10SO₄^2-+16H⁺

点评：本题考查了电解原理的分析判断，实验过程分析判断，物质分离方法，掌握物质性质和电解原理，氧化还原反应电子守恒配平离子方程式是解题关键，题目难度中等．