Question

【题目】过硫酸氢钾复盐(化学式表示为K2SO4·KHSO4·2KHSO5)，—般用作漂白剂及NOx、SO2等废气脱除剂。制备过硫酸氢钾复盐流程如图：

（1）在“转化”操作前，需先用冰水冷却双氧水，可能的原因是________________。“转化”过程中，浓硫酸与H2O2发生可逆反应生成过硫酸(H2SO5)，写出该变化的化学反应方程式____________________。

（2）已知H2SO5为一元强酸。结晶操作中，加入K2CO3即可获得过硫酸氢钾复盐晶体，该过程的离子反应方程式为________________________；操作中，选用50%K2CO3溶液且需分批缓慢加入目的是____________。过硫酸氢钾复盐产率(以产品含氧量表示)随溶液pH和温度的变化关系如图所示。则该过程适宜的条件是________________。

（3）过滤后，用无水乙醇取代蒸馏水洗涤沉淀，目的是__________________。

Answer 1

【答案】 浓硫酸与H2O2溶液混合时，大量放热，温度高H2O2易分解 H2SO4+H2O2H2SO5+H2O 10K++5CO32-+4HSO4-4HSO5-+12H+=5CO2↑+2K2SO4·KHSO4·2KHSO5+5H2O 控制反应条件，避免反应过于激烈 0℃pH=2左右 便于晶体干燥或减少溶解损失

【解析】(1)浓硫酸与H2O2溶液混合时，放出大量热，温度高，H2O2易分解，故在“转化”中，用冰水浴冷却；浓硫酸与H2O2反应，部分转化为过硫酸H2SO5和水，反应为：H2SO4+H2O2H2SO5+H2O；故答案为：浓硫酸与H2O2溶液混合时，大量放热，温度高，H2O2易分解；H2SO4+H2O2H2SO5+H2O；

(2)H2SO5与K2CO3即可获得过硫酸氢钾复盐晶体，因为H2SO5为一元强酸，故还有二氧化碳生成，则离子方程式为：10K++5CO32-+4SO42-+4HSO5-+12H+= 5CO2↑+ 2K2SO4KHSO42KHSO5↓+ 5H2O；为避免反应过于剧烈，K2CO3溶液需分批缓慢加入；根据图示，0℃、pH=2左右时，过硫酸氢钾复盐产率(以产品含氧量表示)最大，故此条件为最适宜条件，故答案为：10K++5CO32-+4SO42-+4HSO5-+12H+= 5CO2↑+ 2K2SO4KHSO42KHSO5↓+ 5H2O；控制加入的K2CO3的量，避免反应过于激烈；0℃、pH=2左右；

(3)无水乙醇洗涤沉淀，可以洗除晶体表面的杂质，同时乙醇易挥发，便于晶体干燥，故答案为：便于晶体干燥。