Question

【題目】過氧化尿素(CO(NH2)2·H2O2)是過氧化氫水溶液與尿素的加和物，兼有尿素和過氧化氫的性質(zhì)，是一種新型漂白、消毒劑，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、日用化工等領(lǐng)域。某化學(xué)小組同學(xué)用低濃度的雙氧水和飽和尿素[CO(NH2)2]溶液在30℃條件下用右圖裝置合成過氧化尿素。請回答下列問題：

(1)儀器X的名稱是______________；

(2)制備過氧化尿素的化學(xué)方程式為_______________________，反應(yīng)時采取的受熱方式為_____________；

(3)攪拌器不能選擇鐵質(zhì)材料的原因是______________________

(4)過氧化尿素中活性氧含量的高低直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量，合格產(chǎn)品中活性氧的含量≥16%(相當(dāng)于其中含H2O234%)。為了確定所得產(chǎn)品合格與否，質(zhì)檢員稱取干燥樣品8．000g，溶解于水，在250mL容量瓶中定容，準(zhǔn)確量取其中25．00mL溶液于錐形瓶中，加入1mL6mol·L-1H2SO4，然后用0．2000mol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定樣品中的H2O2(KMnO4溶液與尿素不反應(yīng))。三次滴定平均消耗KMnO4溶液20．000mL：

①請完善滴定時反應(yīng)的離子方程式：__MnO+___H2O2+______==_______________

②若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會使測得的活性氧含量_______(填“偏高”、“偏低”或“不變”)；

③根據(jù)滴定結(jié)果確定產(chǎn)品質(zhì)量_______(填“合格”或“不合格”)，活性氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。

Answer 1

【答案】球形冷凝管 CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2 水浴加熱 H2O2水溶液呈弱酸性，故H2O2可與鐵單質(zhì)反應(yīng)，進(jìn)而氧化生成可催化H2O2分解的Fe3+ 2 5 6H+ 2Mn2++8H2O+5O2 偏高 合格 20%

【解析】

本題從物質(zhì)的制備入手，通過過氧化氫水溶液與尿素反應(yīng)，可得到)CO(NH2)2·H2O2，在結(jié)合儀器的辨別，反應(yīng)的方程式等知識點進(jìn)行考查，重點是利用氧化還原反應(yīng)的原理來測定過氧化尿素中活性氧含量。

(1)根據(jù)上圖，可知儀器X是球形冷凝管，故答案為：球形冷凝管；

(2)CO(NH2)2·H2O2是過氧化氫水溶液與尿素的加和物，由雙氧水和飽和尿素CO(NH2)2反應(yīng)制備，化學(xué)方程式為：CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2，反應(yīng)溫度為30℃，可采取水浴加熱的方式，故答案為：CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2；水浴加熱；

(3)過氧化氫水溶液呈酸性，會與鐵單質(zhì)反應(yīng)，生成的金屬離子能加快過氧化氫的分解，所以攪拌器不能選擇鐵質(zhì)材料，故答案為：H2O2水溶液呈弱酸性，故H2O2可與鐵單質(zhì)反應(yīng)，進(jìn)而氧化生成可催化H2O2分解的Fe3+；

(4)①反應(yīng)中MnO4-是氧化劑，H2O2是還原劑，氧化產(chǎn)物是O2；依據(jù)元素化合價變化，錳元素化合價從+7價變化為+2價，過氧化氫中的氧元素化合價從-1價變化為0價，根據(jù)電子守恒配平寫出離子方程式為：2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2，故答案為：2；5；6H+；2Mn2++8H2O+5O2；

②若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，依據(jù)反應(yīng)的電離關(guān)系可知，5×c(標(biāo)準(zhǔn))×V(標(biāo)準(zhǔn))=c(待測)×V(待測)×2，測得標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，結(jié)果偏高，故答案為：偏高；

③稱取干燥樣品8.000g，溶解，在250mL容量瓶中定容．準(zhǔn)確量取25.00mL于錐形瓶中，加入1mL 6mol/L的硫酸，然后用0.2000mol/L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至滴入最后一滴時，溶液顯淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色，三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.00mL；依據(jù)反應(yīng)2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2；
2MnO4-～～～～～5H2O2；
2 5
0.0200L×0.2000mol/L 0.01mol
250mL容量瓶中含過氧化氫0.1mol，過氧化氫質(zhì)量=0.1mol×34g/mol=3.4g，過氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)=3.4g/8g×100%=42.5%，過氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于34%；活性氧16%，相當(dāng)于H2O234%，則活性氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)=16%×42.5%/34%=20%，該產(chǎn)品為合格產(chǎn)品，故答案為：合格；20%；