Question

【題目】過二硫酸鉀(K2S2O8) 在科研與工業(yè)上有重要用途。

（1）H2S2O8的結(jié)構(gòu)式如圖，其中S元素的化合價(jià)為__________。在Ag+催化下，S2O82-能使含Mn2+的溶液變成紫紅色，氧化產(chǎn)物是___________（填離子符號(hào)）。

（2）某廠采用濕法K2S2O8氧化脫硝和氨法脫硫工藝綜合處理鍋爐煙氣，提高了煙氣處理效率，處理液還可以用作城市植被綠化的肥料。

①脫硫過程中，當(dāng)氨吸收液的pH=6時(shí)，n(SO32-)∶n(HSO3-)=________。

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

②脫硝過程中依次發(fā)生兩步反應(yīng)：第1步，K2S2O8將NO氧化成HNO2，第2步，K2S2O8繼續(xù)氧化HNO2，第2步反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________；

（3）過二硫酸鉀可通過“電解→轉(zhuǎn)化→提純”方法制得，電解裝置示意圖如圖所示。

①電解時(shí)，鐵電極連接電源的_________________極。

②常溫下，電解液中含硫微粒的主要存在形式與pH的關(guān)系如下圖所示。在陽極放電的離子主要是HSO4-，陽極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH范圍為_________，陽極的電極反應(yīng)式為________________________。

③往電解產(chǎn)品中加入硫酸鉀，使其轉(zhuǎn)化為過二硫酸鉀粗產(chǎn)品，提純粗產(chǎn)品的方法____。

Answer 1

【答案】+6 MnO4- 1:10 HNO2+K2S2O8+H2O=HNO3+K2SO4+H2SO4 負(fù) 0—2 2HSO4--2e-= S2O82-+2H+ 重結(jié)晶

【解析】

（1）過二硫酸結(jié)構(gòu)簡式為，存在1個(gè)過氧鍵（-O-O-）、4個(gè)S=O鍵，4個(gè)S-O鍵，4個(gè)S=O鍵中，4個(gè)O原子顯-2價(jià)、過氧鍵（-O-O-）2個(gè)O原子顯-1價(jià)，4個(gè)S-O鍵中4個(gè)O原子顯-2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于0計(jì)算硫元素的化合價(jià)；過二硫酸中含有-1價(jià)氧原子，所以過二硫酸具有氧化性，S2O82-能使含Mn2+的溶液變成紫紅色，說明有MnO4-生成；（2）①根據(jù)K a2(H2SO3)= 計(jì)算pH=6時(shí)，n(SO32-)∶n(HSO3-)的值；②亞硝酸被氧化為硝酸， S2O82-被還原為SO42-；（3）①NaHSO4溶液制取過二硫酸鉀，氧元素失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，若鐵作陽極，則鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；②根據(jù)陽極放電的離子是HSO4-，電解產(chǎn)物是Na2S2O8分析；根據(jù)溶解度不同提純提純粗產(chǎn)品；

（1）過二硫酸結(jié)構(gòu)簡式為，存在1個(gè)過氧鍵（-O-O-）、4個(gè)S=O鍵，4個(gè)S-O鍵，4個(gè)S=O鍵中，4個(gè)O原子顯-2價(jià)、過氧鍵（-O-O-）2個(gè)O原子顯-1價(jià)，4個(gè)S-O鍵中4個(gè)O原子顯-2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于0，硫元素的化合價(jià)為+6；過二硫酸中含有-1價(jià)氧原子，所以過二硫酸具有氧化性，S2O82-能使含Mn2+的溶液變成紫紅色，說明有MnO4-生成，所以氧化產(chǎn)物是MnO4-；（2）①根據(jù)K a2(H2SO3)=， pH=6時(shí)， ，所以n(SO32-)∶n(HSO3-)=1:10；②亞硝酸被氧化為硝酸， S2O82-被還原為SO42-，反應(yīng)方程式為HNO2+K2S2O8+H2O=HNO3+K2SO4+H2SO4 ；（3）①NaHSO4溶液制取過二硫酸鉀，氧元素失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，若鐵作陽極，則鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以鐵作陰極，連接電源負(fù)極；②根據(jù)圖示，陽極放電的離子是HSO4-，電解產(chǎn)物是Na2S2O8，所以控制pH的范圍是0—2；陽極的電極反應(yīng)式為2HSO4--2e-= S2O82-+2H+；③提純過二硫酸鉀的方法是重結(jié)晶。