Question

20．过氧化尿素是一种新型漂泊、消毒剂，广泛应用与农业、医药、日用化工等领域．用低浓度的双氧水和饱和尿素溶液在一定条件下可以合成过氧化尿素．反应的方程式为：CO（NH₂）₂+H₂O₂$\frac{\underline{\;30℃\;}}{\;}$CO（NH₂）₂•H₂O₂．过氧化尿素的部分性质如下：

分子式	外观	热分解温度	熔点	溶解性
CO（NH2）2•H2O2	白色晶体	45℃	75～85℃	易溶于水、有机溶剂

合成过氧化尿素的流程如图1及反应装置图如图2：
请回答下列问题：
（1）仪器X的名称是三颈烧瓶；冷凝管中冷却水从b（填“a”或“b”）口出来；
（2）该反应的温度控制30℃而不能过高的原因是防止双氧水和过氧化尿素分解．
（3）搅拌器是否可用铁质材料否（填“是”或“否”），原因是铁和双氧水反应生成铁离子，促进双氧水分解；
（4）步骤①宜采用的操作是C．
A．加热蒸发 B．常压蒸发  C．减压蒸发
（5）若实验室制得少量该晶体，过滤后需要用冷水洗涤，具体的洗涤操作是沿玻璃棒注入蒸馏水至浸没晶体表面，静置待水自然流下，重复操作2-3次．
（6）准确称取1.000g产品于250mL锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，再加2mL6mol•L^-1H₂SO₄，用0.2000mol•L^-1KMnO₄标准溶液滴定至终点时消耗18.00mL（尿素与KMnO₄溶液不反应），则产品中CO（NH₂）₂•H₂O₂的质量分数为84.6%；若滴定后俯视读数，则测得的过氧化尿素含量偏低（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．

Answer 1

分析 双氧水、尿素、稳定剂在反应器中混合发生反应得到过氧化尿素粗产品，然后通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到晶体和母液，将晶体洗涤、干燥得到产品，
（1）仪器X的名称是三颈烧瓶；冷凝管中冷却水采用逆流的方法进出；
（2）双氧水和过氧化尿素在温度高时易分解；
（3）双氧水和铁反应生成铁离子，铁离子能作双氧水分解的催化剂；
（4）加热易导致双氧水和过氧化尿素分解；
（5）晶体洗涤方法为：沿玻璃棒注入蒸馏水至浸没晶体表面，静置待水自然流下，重复操作2-3次；
（6）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；若滴定后俯视读数会导致溶液体积偏小．

解答 解：双氧水、尿素、稳定剂在反应器中混合发生反应得到过氧化尿素粗产品，然后通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到晶体和母液，将晶体洗涤、干燥得到产品，
（1）仪器X的名称是三颈烧瓶；冷凝管中冷却水采用逆流的方法进出，所以下口a是进水口、上口b是出水口，
故答案为：三颈烧瓶；b；
（2）双氧水和过氧化尿素在温度高时易分解，为防止双氧水和过氧化尿素分解，所以需要温度控制30℃而不能过高，
故答案为：防止双氧水和过氧化尿素分解；
（3）双氧水和铁反应生成铁离子，铁离子能作双氧水分解的催化剂，为防止双氧水分解，所以不能用Fe制容器，故答案为：否；铁和双氧水反应生成铁离子，促进双氧水分解；
（4）加热易导致双氧水和过氧化尿素分解，所以需要减压蒸发、冷却结晶、过滤得到产品，故答案为：C；
（5）晶体洗涤方法为：沿玻璃棒注入蒸馏水至浸没晶体表面，静置待水自然流下，重复操作2-3次，
故答案为：沿玻璃棒注入蒸馏水至浸没晶体表面，静置待水自然流下，重复操作2-3次；
（6）已知尿素与KMnO₄溶液不反应，发生的反应为5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=8H₂O+2MnSO₄+K₂SO₄+5O₂↑，
5H₂O₂～～～～～2KMnO₄
5             2
nmol        0.2000mol•L^-1×0.018L
则n=0.009mol，所以CO（NH₂）₂•H₂O₂为0.009mol，其质量为0.009mol×94g/mol=0.846g
所以产品中CO（NH₂）₂•H₂O₂的质量分数为$\frac{0.846g}{1.000g}$×100%=84.6%；若滴定后俯视读数会导致溶液体积偏小，则导致测得过氧化尿素的质量分数偏低，
故答案为：84.6%；偏低．

点评 本题考查物质制备实验方案设计，为高频考点，涉及物质分离和提纯、基本操作、氧化还原反应计算、误差分析等知识点，明确实验原理及基本计算是解本题关键，同时考查学生获取信息解答问题能力，易错点是误差分析．