Question

【必考題】
過氧化尿素[CO（NH₂）₂?H₂O₂]是一種無毒、無味的白色結(jié)晶粉末，具有尿素和過氧化氫雙重性質(zhì)，是一種新型的氧化劑和消毒劑，廣泛應(yīng)用于漂白、紡織、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等領(lǐng)域．其合成如下：

試回答下列問題：
（1）實(shí)際生產(chǎn)中需控制n（H₂O₂）：n（CO（NH₂）₂）]=1.2：1，并控制合成溫度在25-30℃，其主要原因是______．
（2）從母液中分離出H₂O₂和尿素，采用的操作是______．
（a）鹽析  過濾    （b）分液  過濾  （c）減壓蒸餾  結(jié)晶  （d）常壓蒸餾  萃取
（3）為測(cè)定產(chǎn)品中活性氧的含量（活性氧16%，相當(dāng)于H₂O₂34%），稱取干燥樣品12.000g，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(shí)，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（KMnO₄溶液與尿素不反應(yīng)）．
①KMnO₄溶液應(yīng)盛放在______式（選填：“酸”、“堿”）滴定管中．
②完成并配平方程式：______MnO₄^-+______H₂O₂+______H⁺=______Mn²⁺+______H₂O+______
③根據(jù)滴定結(jié)果，可確定產(chǎn)品中活性氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：______．
④若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會(huì)使測(cè)得的活性氧含量______（選填：“偏高”、“偏低”或“不變”）．
⑤根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的活性氧含量，可判斷該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品所含的一種主要雜質(zhì)為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）依據(jù)反應(yīng)在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)時(shí)加熱過氧化氫分解分析，CO（NH₂）₂+H₂O₂=CO（NH₂）₂?H₂O₂；
（2）依據(jù)物質(zhì)沸點(diǎn)不同，液體的沸點(diǎn)是隨外界壓力的變化而變化的分析判斷；
（3）①酸性KMnO4溶液有強(qiáng)氧化性和酸性，應(yīng)盛放在酸式滴定管中；
②依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和電荷守恒，電子守恒，原子守恒配平寫出離子方程式；
③依據(jù)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂；計(jì)算過氧化氫物質(zhì)的量，結(jié)合題干信息計(jì)算產(chǎn)品中活性氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
④依據(jù)滴定過程誤差分析依據(jù)，c標(biāo)準(zhǔn)×V標(biāo)準(zhǔn)=c待測(cè)×V待測(cè)，產(chǎn)生誤差的原因是標(biāo)準(zhǔn)液消耗的多少分析判斷；
⑤依據(jù)流程圖中和分離物質(zhì)的方法分析判斷．
解答：解：（1）在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)時(shí)加熱過氧化氫分解，增大過氧化氫的量會(huì)提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，提高過氧化尿素的純度，
故答案為：H₂O₂ 在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)有部分分解，增大過氧化氫的量可提高過氧化尿素的純度；
（2）液體的沸點(diǎn)是指它的蒸氣壓等于外界壓力時(shí)的溫度，因此液體的沸點(diǎn)是隨外界壓力的變化而變化的，如果借助于真空泵降低系統(tǒng)內(nèi)壓力，就可以降低液體的沸點(diǎn)．H₂O₂常壓下沸點(diǎn)108度，尿素常壓下169.6度，則沸點(diǎn)低的先沸騰，則有液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)；因?yàn)镠₂O₂受熱易分解，所以從母液中分離出H₂O₂和尿素時(shí)，應(yīng)使溶液在較低溫度下蒸發(fā)，采用的操作是減壓蒸餾，然后結(jié)晶，故答案為：c；
（3）①KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，能將堿式滴定管下端的橡膠管氧化，所以不能用堿式滴定管量取，可以用酸式滴定管量取，故答案為：酸；
②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(jià)變化，錳元素化合價(jià)從+7價(jià)變化為+2價(jià)，過氧化氫中的氧元素化合價(jià)從-1價(jià)變化為0價(jià)，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；6；2；8；5O₂；
③稱取干燥樣品12.000g，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(shí)，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)量分?jǐn)?shù)=×100%=28.3%
活性氧16%，相當(dāng)于H₂O₂34%，則活性氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)==13.3%，
故答案為：13.3%；
④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(cè)×V待測(cè)×2，測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，結(jié)果偏高，故答案為：偏高；  
⑤依據(jù)流程分析，母液中能分離出H₂O₂和尿素，充分利用原料，循環(huán)使用，在冷卻結(jié)晶過程中會(huì)有尿素在晶體中析出，所以該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品所含的一種主要雜質(zhì)是尿素，
故答案為：尿素或水楊酸穩(wěn)定劑．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備的流程分析判斷，滴定管的使用方法和結(jié)構(gòu)分析，滴定實(shí)驗(yàn)的計(jì)算應(yīng)用，流程分析是解題關(guān)鍵，題目難度中等．