题目内容
过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂，漂白、消毒效果优于H2O2和过氧乙酸，某工业用过氧化尿素的部分参数列于下表．
合成过氧化尿素的流程及反应器的示意图如下：
请回答下列问题：
（1）写出合成过氧化尿素的化学方程式： ．
（2）反应器里冷凝管中冷水从 （填“上”或“下”）口流入；反应器的加热方式是 ．
①直接加热 ②水浴加热 ③蒸气浴加热 ④冰浴
（3）搅拌器选用的材料是玻璃而不是铁质或铝质材料的原因是 ，
（4）从母液中分离出H2O2和尿素，采用的是减压蒸发、冷却结晶的方法，其原因是 ．
（5）活性氧含量的高低直接决定产品的质量，合格产品中活性氧的含量≥16%（相当于其中含H2O234%）．为了确定所得产品合格与否，质检员称取干燥样品2.000g，溶解于水，在250mL容量瓶中定容，准确量取其中25.00mL溶液于锥形瓶中，加入1mL 6mol/L H2SO4，然后用0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定样品中的H2O2（KMnO4溶液不与尿素反应），至滴入最后一滴时，溶液显浅红色且半分钟内不褪色，三次滴定平均消耗KMnO4溶液6.000mL：
①完成并配平下列化学方程式：
MnO4-+ H2O2+ H+= Mn2++ H2O+
②KMnO4溶液应盛放在滴定管中，若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，会使测得的活性氧含量 （填“偏高”、“偏低”或“不变”）；
③根据滴定结果确定产品质量 （填“合格”或“不合格”），活性氧的质量分数为 ．
| 分子式 | 外观 | 热分解温度 | 熔点 | 水溶性（20℃） |
| CO（NH2）2?H2O2 | 白色晶体 | 45℃ | 75-85℃ | 500g?L-1 |
请回答下列问题：
（1）写出合成过氧化尿素的化学方程式：
（2）反应器里冷凝管中冷水从
①直接加热 ②水浴加热 ③蒸气浴加热 ④冰浴
（3）搅拌器选用的材料是玻璃而不是铁质或铝质材料的原因是
（4）从母液中分离出H2O2和尿素，采用的是减压蒸发、冷却结晶的方法，其原因是
（5）活性氧含量的高低直接决定产品的质量，合格产品中活性氧的含量≥16%（相当于其中含H2O234%）．为了确定所得产品合格与否，质检员称取干燥样品2.000g，溶解于水，在250mL容量瓶中定容，准确量取其中25.00mL溶液于锥形瓶中，加入1mL 6mol/L H2SO4，然后用0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定样品中的H2O2（KMnO4溶液不与尿素反应），至滴入最后一滴时，溶液显浅红色且半分钟内不褪色，三次滴定平均消耗KMnO4溶液6.000mL：
①完成并配平下列化学方程式：
②KMnO4溶液应盛放在滴定管中，若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，会使测得的活性氧含量
③根据滴定结果确定产品质量
考点：制备实验方案的设计,氧化还原反应方程式的配平,中和滴定
专题：
分析：（1）流程分析可知，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；
（2）根据装置图分析；冷凝水应该从下口流入，CO（NH2）2?H2O2的制备温度较低，应该用水浴加热；
（3）过氧化氢与Fe、Al反应生成三价铁离子；
（4）过氧化尿素易分解；减压蒸馏分离得到H2O2，然后结晶得到尿素；
（5）①已知尿素与KMnO4溶液不反应，过氧化氢被高锰酸钾溶液氧化生成硫酸锰、氧气，结合电子守恒、原子守恒配平书写反应发生的化学方程式；
②KMnO4溶液具有强氧化性，盛放在酸式滴定管中，若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，消耗标准溶液体积增大，测定结果偏高；
③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；
（2）根据装置图分析；冷凝水应该从下口流入，CO（NH2）2?H2O2的制备温度较低，应该用水浴加热；
（3）过氧化氢与Fe、Al反应生成三价铁离子；
（4）过氧化尿素易分解；减压蒸馏分离得到H2O2，然后结晶得到尿素；
（5）①已知尿素与KMnO4溶液不反应，过氧化氢被高锰酸钾溶液氧化生成硫酸锰、氧气，结合电子守恒、原子守恒配平书写反应发生的化学方程式；
②KMnO4溶液具有强氧化性，盛放在酸式滴定管中，若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，消耗标准溶液体积增大，测定结果偏高；
③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）流程分析可知，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；
故答案为：CO（NH2）2+H2O2=CO（NH2）2?H2O2；
（2）根据装置图可知仪器X为三颈烧瓶；冷凝水应该从下口流入，这样冷凝效果好，故冷凝水从下口流入；CO（NH2）2?H2O2的制备温度较低，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；
故答案为：下，②；
（3）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：铁铝易被（过氧化氢）腐蚀；
（4）过氧化尿素在温度高于45℃时会发生分解，采用减压蒸发时，液体在较低温度下即可挥发，可以防止过氧化尿素发生分解；母液可以循环使用提高原料利用率，母液中含有H2O2和尿素，减压蒸馏分离得到H2O2，然后结晶得到尿素；
故答案为：降低蒸馏温度，防止过氧化氢分解；
（5）①已知尿素与KMnO4溶液不反应，过氧化氢被高锰酸钾溶液氧化生成硫酸锰、氧气，结合电子守恒、原子守恒配平书写反应发生的化学方程式为：5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=8H2O+2MnSO4+K2SO4+5O2↑，
故答案为：2、5、6、2、8、5O2；
②KMnO4溶液具有强氧化性，盛放在酸式滴定管中，若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，则滴定时消耗的高锰酸钾体积偏大，高锰酸钾的物质的量偏大，所以求出的CO（NH2）2?H2O2的质量偏大，测得的过氧化尿素含量偏高；
故答案为：酸式，偏高；
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↑，
5H2O2～～～～～2KMnO4
5 2
nmol 0.1000mol?L-1×0.006L
则n=0.0015mol，
250ml溶液中CO（NH2）2?H2O2为0.0015mol×
=0.015mol
所以CO（NH2）2?H2O2为0.015mol，过氧化氢的质量为0.015mol×34g/mol=0.51g
所以产品中H2O2的质量分数=
×100%=25.5%；
活性氧的质量分数=
=12%，不合格；
故答案为：不合格，12%；
故答案为：CO（NH2）2+H2O2=CO（NH2）2?H2O2；
（2）根据装置图可知仪器X为三颈烧瓶；冷凝水应该从下口流入，这样冷凝效果好，故冷凝水从下口流入；CO（NH2）2?H2O2的制备温度较低，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；
故答案为：下，②；
（3）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：铁铝易被（过氧化氢）腐蚀；
（4）过氧化尿素在温度高于45℃时会发生分解，采用减压蒸发时，液体在较低温度下即可挥发，可以防止过氧化尿素发生分解；母液可以循环使用提高原料利用率，母液中含有H2O2和尿素，减压蒸馏分离得到H2O2，然后结晶得到尿素；
故答案为：降低蒸馏温度，防止过氧化氢分解；
（5）①已知尿素与KMnO4溶液不反应，过氧化氢被高锰酸钾溶液氧化生成硫酸锰、氧气，结合电子守恒、原子守恒配平书写反应发生的化学方程式为：5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=8H2O+2MnSO4+K2SO4+5O2↑，
故答案为：2、5、6、2、8、5O2；
②KMnO4溶液具有强氧化性，盛放在酸式滴定管中，若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，则滴定时消耗的高锰酸钾体积偏大，高锰酸钾的物质的量偏大，所以求出的CO（NH2）2?H2O2的质量偏大，测得的过氧化尿素含量偏高；
故答案为：酸式，偏高；
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↑，
5H2O2～～～～～2KMnO4
5 2
nmol 0.1000mol?L-1×0.006L
则n=0.0015mol，
250ml溶液中CO（NH2）2?H2O2为0.0015mol×
| 250 |
| 25 |
所以CO（NH2）2?H2O2为0.015mol，过氧化氢的质量为0.015mol×34g/mol=0.51g
所以产品中H2O2的质量分数=
| 0.51g |
| 2.00g |
活性氧的质量分数=
| 16%×25.5% |
| 34% |
故答案为：不合格，12%；
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，滴定实验过程和计算的分析应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
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