Question

【題目】過一硫酸氫鉀復合鹽（KHSO4·2KHSO5·K2SO4）常用作漂白劑和消毒劑，其制備流程如下：

（1）反應Ⅰ的化學方程式為：H2O2+H2SO4H2SO5+ H2O，△H<0；則反應Ⅱ中K2CO3與H2SO5反應生成KHSO5的化學方程式為_____________。

（2）生產原料的理論比值[n（H2O2）：n（H2SO4）]為0.4:1，但實際生產最佳投料比為 0.6:1，其原因是_________________。

（3）過一硫酸氫鉀復合鹽可以處理廢水中的H2S。己知：25℃，H2S的電離常數Ka1=1.1×10-7， Ka2=1.3×10-13由于電離常數值極小，H2S水溶液中H2S的平衡濃度近似等于H2S的初始濃度。0.090 mol·L-1H2S溶液的pH=4，該溶液中c（S2－）=________________。

（4）準確稱取3.350g復合鹽樣品配制成250mL溶液，取25.00 mL置于錐形瓶中，加入適量的稀硫酸和足量的KI溶液，搖勻后置于暗處，充分反應后，加入少量淀粉溶液，用0.1000 mol·L-1Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消粍標準溶液20.00 mL。計算復合鹽中有效成分KHSO5的質量分數。（寫出計算過程）（已知：HSO5- I2 S4O62-）________________________。

Answer 1

【答案】2H2SO5+K2CO3=2KHSO5+CO2↑+H2O 硫酸與雙氧水反應放熱，促使雙氧水部分分解 1.29×10-13mol·L-1 HSO5-+2I-+H+=SO42-+I2+H2O，I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，KHSO5I22Na2S2O3，n（Na2S2O3）=0.1000 mol·L-1×20.00×10-3L=0.002mol，n（I2）=l/2n（Na2S2O3）=l/2×0.002mol=0.00lmol，n（KHSO5）=n（I2）= 0.00lmol，m（KHSO5）= 0.001mol×l 52g/mol=0.152g，（KHSO5）=（0.152g/3.350g）×250mL/25.00mL×100%=45.37%

【解析】

由題給流程圖可知，8.5mol/L濃硫酸與30%H2O2反應，濃硫酸部分轉化為過硫酸H2SO5和水，H2SO5與K2CO3反應生成過硫酸氫鉀、二氧化碳和水，所得溶液經結晶、過濾得到過一硫酸氫鉀復合鹽KHSO4·2KHSO5·K2SO4。

（1）反應Ⅱ中K2CO3與H2SO5反應生成KHSO5、二氧化碳和水，反應的化學方程式為2H2SO5+K2CO3=2KHSO5+CO2↑+H2O，故答案為：2H2SO5+K2CO3=2KHSO5+CO2↑+H2O；

（2）由題意可知反應Ⅰ為放熱反應，反應放出的熱量使反應溫度升高，H2O2受熱易分解，所以實際生產中為保證反應進行選擇的最佳投料比為 0.6:1，故答案為：硫酸與雙氧水反應放熱，促使雙氧水部分分解；

（3）25℃，H2S的水溶液中有如下關系：Ka1×Ka2=×=，由題意可知溶液中c(H+)=1×10-4mol/L，c(H2S)=0.090 mol/L，則溶液中c(S2—)==≈1.29×10-13 mol/L，故答案為：1.29×10-13 mol/L；

（4）由題意可知測定過程中發生了如下反應：HSO5-+2I-+H+=SO42-+I2+H2O，I2+2S2O32-=2I-+

S4O62-，由方程式可得如下關系：KHSO5I22Na2S2O3，n（Na2S2O3）=0.1000 mol·L-1×20.00×10-3L=0.002mol， n（KHSO5）=n（Na2S2O3）=×0.002mol=0.00lmol，m（KHSO5）= 0.001mol×l 52g/mol=0.152g，（KHSO5）=×100%=45.37%，故答案為：45.37%。