Question

【题目】过氧化碳酰胺[CO(NH2)2H2O2]是一种高效、安全的固体消毒剂，白色晶体，易溶于水，稍高温度时可发生分解。某化学小组欲制备少量过氧化碳酰胺，并测定其活性氧的含量，回答下列问题。

(一)过氧化碳酰胺的制备

(1)制备过氧化碳酰胺的发生装置如图所示(夹持装置略去)，在组装仪器前应对a装置进行的操作是________。

(2)该反应的最佳温度为35℃，采用的合适加热方式为________。

(二)过氧化碳酰胺中活性氧含量的测定(以产品中过氧化氢所含氧原子的质量分数为准计算)。称取10.0g产品，配成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，用0.10molL－1高锰酸钾标准溶液滴定三次，消耗高锰酸钾溶液的体积分别为21.02mL、21.23mL、20.98mL。

(1)写出KMnO4标准溶液与H2O2反应的化学方程式____________。

(2)过氧化碳酰胺中活性氧含量为_____%。若配制过氧化碳酰胺溶液定容时俯视刻度线，则测得过氧化碳酰胺中活性氧含量______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

(三)稳定剂A对过氧化碳酰胺的制备有一定的影响，小组成员查阅文献资料得到有关稳定剂及数据如表所示。则选择最佳稳定剂A为________，理由是_____________。

稳定剂名称	过氧化碳酰胺活性氧的含量/10－2
	初始数	室温储存30天后数	减少量	热储存保温1天后数	减少量
EDTA	16.96	16.87	0.09	16.92	0.04
柠檬酸	16.94	16.90	0.04	16.91	0.03
EDTA与柠檬酸混合物	16.95	16.90	0.05	16.90	0.05
柠檬酸与焦磷酸钠混合物	16.90	16.86	0.04	16.87	0.03

Answer 1

【答案】检查是否漏水 水浴加热 2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4＝K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O 16.8 偏高 柠檬酸 不论室温储存30天后，还是热储存保温1天后，过氧化碳酰胺活性氧含量减少率都最少

【解析】

(二)过氧化碳酰胺中活性氧含量的测定

活性氧的含量以产品中过氧化氢所含氧原子的质量分数为准计算，过氧化氢中的氧原子为-1价，既有氧化性又有还原性，本实验的滴定原理是利用酸性高锰酸钾来氧化双氧水中的氧元素，通过消耗的高锰酸钾的量来确定过氧化氢中氧元素的量。

(一)(1)装置a为分液漏斗，使用之前需要检查该装置是否漏水；

(2)该反应的最佳温度为35℃，所以可以采用水浴加热的方法；

(二)(1)KMnO4标准溶液与H2O2反应时，高锰酸钾作为氧化剂，将双氧水中-1价氧元素氧化为0价，生成氧气，同时自身被还原成Mn2+，根据电子守恒和原子守恒可得化学方程式为2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4＝K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O；

(2)第二组数据偏差较大，舍去，所以消耗的高锰酸钾溶液的平均体积为=21.00mL，n(KMnO4)=0.02100L×0.10mol/L=0.0021mol，根据反应方程式可知双氧水中n(O)=n(KMnO4)××2=0.0105mol，所以样品中n(O)=0.0105mol×=0.105mol，活性氧的含量为=16.8%；

若配制过氧化碳酰胺溶液定容时俯视刻度线，导致配制的过氧化碳酰胺溶液浓度偏大，滴定过程中消耗的高锰酸钾的量偏大，测定结果偏高；

(三)据图可知选用柠檬酸作为稳定剂时，不论室温储存30天后，还是热储存保温1天后，过氧化碳酰胺活性氧含量减少率都最少，所以最佳稳定剂A为柠檬酸。