Question

【題目】過硫酸氫鉀復鹽(化學式表示為K2SO4·KHSO4·2KHSO5)，—般用作漂白劑及NOx、SO2等廢氣脫除劑。制備過硫酸氫鉀復鹽流程如圖：

（1）在“轉化”操作前，需先用冰水冷卻雙氧水，可能的原因是________________。“轉化”過程中，濃硫酸與H2O2發生可逆反應生成過硫酸(H2SO5)，寫出該變化的化學反應方程式____________________。

（2）已知H2SO5為一元強酸。結晶操作中，加入K2CO3即可獲得過硫酸氫鉀復鹽晶體，該過程的離子反應方程式為________________________；操作中，選用50%K2CO3溶液且需分批緩慢加入目的是____________。過硫酸氫鉀復鹽產率(以產品含氧量表示)隨溶液pH和溫度的變化關系如圖所示。則該過程適宜的條件是________________。

（3）過濾后，用無水乙醇取代蒸餾水洗滌沉淀，目的是__________________。

Answer 1

【答案】 濃硫酸與H2O2溶液混合時，大量放熱，溫度高H2O2易分解 H2SO4+H2O2H2SO5+H2O 10K++5CO32-+4HSO4-4HSO5-+12H+=5CO2↑+2K2SO4·KHSO4·2KHSO5+5H2O 控制反應條件，避免反應過于激烈 0℃pH=2左右 便于晶體干燥或減少溶解損失

【解析】(1)濃硫酸與H2O2溶液混合時，放出大量熱，溫度高，H2O2易分解，故在“轉化”中，用冰水浴冷卻；濃硫酸與H2O2反應，部分轉化為過硫酸H2SO5和水，反應為：H2SO4+H2O2H2SO5+H2O；故答案為：濃硫酸與H2O2溶液混合時，大量放熱，溫度高，H2O2易分解；H2SO4+H2O2H2SO5+H2O；

(2)H2SO5與K2CO3即可獲得過硫酸氫鉀復鹽晶體，因為H2SO5為一元強酸，故還有二氧化碳生成，則離子方程式為：10K++5CO32-+4SO42-+4HSO5-+12H+= 5CO2↑+ 2K2SO4KHSO42KHSO5↓+ 5H2O；為避免反應過于劇烈，K2CO3溶液需分批緩慢加入；根據圖示，0℃、pH=2左右時，過硫酸氫鉀復鹽產率(以產品含氧量表示)最大，故此條件為最適宜條件，故答案為：10K++5CO32-+4SO42-+4HSO5-+12H+= 5CO2↑+ 2K2SO4KHSO42KHSO5↓+ 5H2O；控制加入的K2CO3的量，避免反應過于激烈；0℃、pH=2左右；

(3)無水乙醇洗滌沉淀，可以洗除晶體表面的雜質，同時乙醇易揮發，便于晶體干燥，故答案為：便于晶體干燥。