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铂金电极电解制取“冷门”氧化剂:过硫酸钾
2026/02/16
IP:中国

此方面文章不多 本文主要是一次实验,如有错误和不足敬请指正和补足

过硫酸钾又称过二硫酸钾、高硫酸钾 摩尔质量270.322 g·mol⁻¹

室温情况下 水溶液会缓慢生成过氧化氢 强氧化性。


一,基本原理

二,电解液的配置及具体溶液中的原理

三,电解槽的搭建及实验

四,产物的检测




一、基本原理

用硫酸氢钾作为原料用铂金阳极、钛丝阴极电解主反应如下

阳极: 2SO4^2- -2e-== S2O8^2-

阴极: 2H+ +2e-==H2


还有副反应

阳极析氧:2H2O-4e- ==O2+4H+

阴极还原(过硫酸根走回头路变回去了):S2O8^2- +2e-==2SO4^2-

过硫酸钾的溶解度比较低

1.75 g/100 mL (0 °C)
5.29 g/100 ml (20 °C)

所以溶液通电一段时间后产物过饱和析出 对电解液抽滤洗涤即可得到产物晶体



二,电解液的配置及具体溶液中的原理

高中化学认为硫酸氢根在溶液中完全解离 实际情况并非如此,实际是一个反应平衡

HSO4- ==H+ +SO4^2- K=1.2*10^-2

所以硫酸氢根的酸性相对较弱 如果把稀硫酸和硫酸钾等物质的量反应

H2SO4 + K2SO4== 2KHSO4。 相当于强酸制弱酸

离子方程式:H+ +SO4^2- == HSO4^- K=83

如果把硫酸和硫酸钾各一摩每升混合用平衡常数算

硫酸氢根0.851mol/L 硫酸根,氢离子都是0.149mol/L

所以溶液中硫酸根大部分转化为硫酸氢根,实际操作时用过量硫酸使硫酸根转化完全

理论成立开始实验 向小烧杯中加入6克稀硫酸,质量分数百分之37.7 不知道是不是虚标了😂

再加入3克硫酸钾

IMG_0921.jpegIMG_0924.jpeg


三,电解槽的搭建及实验

用小烧杯作为电解池 铂金电极 钛丝阴极电解

开始用5.4伏电压电解 可能因为室温较低没过几分钟就有过硫酸钾向雪花一样从阳极“飘落”下来 非常好看

这放了一个延时摄影,慢慢欣赏吧

IMG_0927.mp4 点击下载

IMG_0930.mp4 点击下载


IMG_0929.mp4 点击下载

防止温度升高过硫酸钾分解 我后来给烧杯冰浴

这是最终产物 抽滤过程没有拍

IMG_0935.jpegIMG_0932.jpeg

四、产物的检测

把过硫酸钾产物溶解于水中

IMG_0936.mp4 点击下载

IMG_0937.mp4 点击下载

加热 过硫酸钾分解。 S2O8^2- +2H2O == H2O2 +2SO4^2- +2H+

2H2O2 == 2H2O + O2

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有小气泡冒出 不同于溶液沸腾产生的大气泡 时H2O2分解产生的氧气

IMG_0944.png

然后直接较高温度加热 晶体在100度左右熔化并冒出气泡 把带火星的小木条伸进反应容器 发生复燃

IMG_0942.mp4 点击下载

后续我会发出来。

[ 修改于8个月15天前 - 2026/02/17 12:05:37 ]
8个月16天前IP:中国
948942
1楼

IMG_0947.mp4 点击下载

将产物过硫酸钾溶解 加入铜粒并加热(实际上是剪断的粗铜线)😂 溶液变蓝

S2O8^2- + Cu == Cu^2+ + 2SO4^2-

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1
8个月11天前IP:湖南
949002
2楼

其实可以直接买焦硫酸钾溶于水。这玩意不管制,连危化品都不算。

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我也是有底线的