Question

9．过氧化尿素是一种新型漂白剂、消毒剂．合成过氧化尿素的流程及反应器的示意图如图：

过氧化尿素的部分参数见表：

分子式	外观	热分解温度	熔点
CO（NH2）2•H2O2	白色晶体	45℃	75～85℃

（1）流程中操作①是过滤，用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒；
（2）反应器中发生反应的化学方程式为CO（NH₂）₂+H₂O₂=CO（NH₂）₂•H₂O₂；
（3）反应器中冷凝管中的冷水从b（填“a”或“b”）口流进，反应器加热温度不能太高的原因是温度过高，产品易分解，致使活性氧含量降低；
（4）搅拌器不能选择铁质或铝质材料的原因是铝、铁易被氧化；
（5）为测定产品中过氧化尿素的含量，称取干燥样品12.0g，溶于水，在250mL容量瓶中定容．准确量取25.00mL于锥形瓶中，加入1mL6mol/L硫酸，然后用0.20mol/L的KMnO₄标准溶液滴定（KMnO₄溶液与尿素不反应），平行实验三次，实验结果如表：

实验序号		1	2	3
KMnO4溶液的体积/mL	滴定前读数	0.00	0.00	2.00
	滴定后读数	19.98	20.00	22.02

①KMnO₄溶液应盛放在酸 （填“酸式”或“碱式”）滴定管中，滴定终点的现象为滴入最后一滴KMnO₄溶液时，溶液显浅红色，且半分钟内不褪色；；
②若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡．则会使测得的过氧化尿素的含量偏低 （填“偏高”“偏低”或“不变”）．
③产品中过氧化尿素的质最分数为78.3%．

Answer 1

分析 合成过氧化尿素是利用过氧化氢和尿素化合反应生成过氧化尿素，反应的化学方程式为：CO（NH₂）₂+H₂O₂=CO（NH₂）₂•H₂O₂，经过滤得到CO（NH₂）₂•H₂O₂粗产品，母液经分离得到尿素和漂白剂，漂白剂主要含有过氧化氢，
（1）过滤用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒；
（2）过氧化氢和尿素化合反应生成过氧化尿素；
（3）冷凝水应该从下口流入，温度过高，产品易分解；
（4）过氧化氢与Fe、Al反应．
（5）①酸性KMnO4溶液有强氧化性和酸性，应盛放在酸式滴定管中；
②依据滴定过程误差分析依据，c标准×V标准=c待测×V待测，产生误差的原因是标准液消耗的多少分析判断；
③已知尿素与KMnO₄溶液不反应，发生的反应为5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=8H₂O+2MnSO₄+K₂SO₄+5O₂↑，根据高锰酸钾的物质的量求出H₂O₂和CO（NH₂）₂•H₂O₂的物质的量，再求出质量和质量分数．

解答 解：（1）流程中操作①是过滤，用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒，
故答案为：烧杯；玻璃棒；
（2）过氧化氢和尿素化合反应生成过氧化尿素，反应的化学方程式为：CO（NH₂）₂+H₂O₂=CO（NH₂）₂•H₂O₂，
故答案为：CO（NH₂）₂+H₂O₂=CO（NH₂）₂•H₂O₂；
（3）冷凝水应该从下口流入，这样冷凝效果好，故冷凝水从b口流入；CO（NH₂）₂•H₂O₂在45℃时发生分解，所以不能用酒精灯直接加热，应该用水浴加热；温度过高，产品易分解，致使活性氧含量降低，
故答案为：b；温度过高，产品易分解，致使活性氧含量降低；
（4）过氧化氢与Fe、Al反应生成三价铁离子，三价铁离子会加速过氧化氢的分解，所以搅拌器不能用铁质、铝质材料的，
故答案为：铝、铁易被氧化．
（5）①KMnO₄溶液具有强氧化性，能将碱式滴定管下端的橡胶管氧化，所以不能用碱式滴定管量取，可以用酸式滴定管量取，滴定终点的现象为：滴入最后一滴KMnO₄溶液时，溶液显浅红色，且半分钟内不褪色；
故答案为：酸；滴入最后一滴KMnO₄溶液时，溶液显浅红色，且半分钟内不褪色；
②若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡，依据反应的电离关系可知，5×c标准×V标准=c待测×V待测×2，测得标准液体积偏小，结果偏低，
故答案为：偏低； 
③已知尿素与KMnO₄溶液不反应，发生的反应为5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=8H₂O+2MnSO₄+K₂SO₄+5O₂↑，三次平均用去的KMnO₄溶液为20.00mL
5H₂O₂～～～～～2KMnO₄
5                           2
nmol        0.2000mol•L^-1×0.020L
则n=0.01mol，所以CO（NH₂）₂•H₂O₂为0.01mol，其质量为0.01mol×94g/mol=0.94g
所以产品中CO（NH₂）₂•H₂O₂的质量分数为$\frac{0.94g}{12g×\frac{25mL}{250mL}}$×100%=78.3%；
故答案为：78.3%．

点评 本题考查了物质制备实验过程分析判断，装置图的理解应用，为高频考点，把握发生的化学反应及实验操作为解答的关键，侧重分析能力及实验能力的考查，注意信息与所学知识的结合，题目难度较大．