过氧化尿素是一种白色粉末.溶于水溶液呈弱酸性．过氧化尿素不稳定.在痕量重金属离子等活性催化剂的存在下迅速分解．工业生产过氧化尿素的原理和流程如下．原理:CO(NH2)2+H2O2 $\stackrel{30℃}{→}$CO(NH2)2•H2O2流程:回答下列问题:(1)已知过氧化尿素中的CO(NH2)2与H2O2以氢键连接.其中氮元素的化� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

20．过氧化尿素是一种白色粉末，溶于水溶液呈弱酸性．过氧化尿素不稳定，在痕量重金属离子等活性催化剂的存在下迅速分解．工业生产过氧化尿素的原理和流程如下．
原理：CO（NH₂）₂+H₂O₂ $\stackrel{30℃}{→}$CO（NH₂）₂•H₂O₂
流程：

回答下列问题：
（1）已知过氧化尿素中的CO（NH₂）₂与H₂O₂以氢键连接，其中氮元素的化合价是C．（填序号）
A．+3价 B．-2价 C．-3价
（2）过氧化尿素鉴定反应：在重铬酸钾酸性溶液中加入乙醚和少许过氧化尿素，振荡．上层乙醚呈蓝色，这是由于在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬（CrO₅）．写出H₂O₂与重铬酸钾反应的离了方程式4H₂O₂+Cr₂O₇^2-+H⁺=2CrO₅+5H₂O．
（3）经过上述化学工艺后的产品是粗产品．已知30℃时尿素的溶解度远大于过氧化尿素的溶解度，则提纯粗产品的操作顺序是⑤②④③①（填序号）．
①洗涤 ②蒸发浓缩 ③过滤 ④冷却至30℃结晶 ⑤溶解
（4）在实验室中采用上述原理制取过氧化尿素，搅拌器的材质一般用玻璃而非铁质，原因是H₂O₂水溶液呈弱酸性，故H₂O₂可与铁单质反应，进而氧化生成可催化H₂O₂分解的Fe³⁺．而实际生产中搅拌器选用的是铁质材料，但需要对搅拌器进行处理，处理方法是将搅拌器放在浓硫酸（或浓硝酸）中浸泡一段时间，铁表面钝化．
（5）Ⅰ．为测定产品中H₂O₂的含量，常用KMnO₄溶液滴定H₂O₂（5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O）高锰酸钾标准溶液通常放置时间较长，因此在滴定H₂O₂前，常用现配的草酸钠溶液先标定出KMnO₄标准溶液的浓度．
Ⅱ．称取过氧化尿素样品2.000g，溶解在250mL容量瓶中定容．准确量取25.00mL于锥形瓶中加入1.00mL 6mo1/L的硫酸，用标定过的0.1000mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定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标准溶液8，00mL，（KMnO₄与尿素不反应）．
①H₂O₂的质量分数是34.0%（精确至0.1%）．
②若装草酸钠溶液的滴定管水洗后未润洗，最终H₂O₂的质量分数偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

分析（1）CO（NH₂）₂•H₂O₂以氢键连接位分子间作用力，氢元素为+1价，氧元素化合价为-2价，碳元素化合价-4价，结合元素化合价代数和为0计算氮元素化合价；
（2）在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬（CrO₅），结合原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式；
（3）30℃时尿素的溶解度远大于过氧化尿素的溶解度，则提纯粗产品溶解蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤得到晶体；
（4）过氧化氢显示弱酸性和铁会发生反应，生成的亚铁离子被过氧化氢氧化为铁离子，铁离子对过氧化氢分解起到催化剂作用，铁常温下在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化阻止反应进行；
（5）①5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，计算过氧化氢物质的量，计算过氧化氢的质量分数；
②若装草酸钠溶液的滴定管水洗后未润洗，消耗标准溶液体积增大，高锰酸钾溶液浓度偏小．

解答解：（1）CO（NH₂）₂•H₂O₂以氢键连接为分子间作用力，氢元素为+1价，氧元素化合价为-2价，碳元素化合价-4价，计算得到氮元素化合价为-3价，故选C，
故答案为：C；
（2）在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬（CrO₅），H₂O₂与重铬酸钾反应的离了方程式位：4H₂O₂+Cr₂O₇^2-+H⁺=2CrO₅+5H₂O，
故答案为：4H₂O₂+Cr₂O₇^2-+H⁺=2CrO₅+5H₂O；
（3）经过上述化学工艺后的产品是粗产品．已知30℃时尿素的溶解度远大于过氧化尿素的溶解度，则提纯粗产品溶解、蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤、干燥得到晶体，操作顺序是⑤②④③①，
故答案为：⑤②④③①；
（4）在实验室中采用上述原理制取过氧化尿素，搅拌器的材质一般用玻璃而非铁质，原因是H₂O₂水溶液呈弱酸性，故H₂O₂可与铁单质反应，进而氧化生成可催化H₂O₂分解的Fe³⁺，而实际生产中搅拌器选用的是铁质材料，但需要对搅拌器进行处理，处理方法是将搅拌器放在浓硫酸（或浓硝酸）中浸泡一段时间，铁表面钝化，
故答案为：H₂O₂水溶液呈弱酸性，故H₂O₂可与铁单质反应，进而氧化生成可催化H₂O₂分解的Fe³⁺；将搅拌器放在浓硫酸（或浓硝酸）中浸泡一段时间，铁表面钝化；
（5）①5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
5 2
n 0.1000mol/L×0.008L×$\frac{250}{25}$
计算过氧化氢物质的量n=0.02mol，计算过氧化氢的质量分数=$\frac{0.02mol×34g/mol}{2.000g}$×100%=34.0%，
故答案为：34.0%；
②若装草酸钠溶液的滴定管水洗后未润洗，消耗标定溶液体积增大，高锰酸钾溶液浓度偏小，则滴定实验中消耗标准溶液体积增大，测定结果会增大，
故答案为：偏大．

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．

练习册系列答案

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12．除去下列物质中的杂质（括号内为杂质），选用的试剂（空白表示不选试剂）及主要操作方法均合理的一组是

选项	待提纯的物质	选用的试剂	主要操作方法
A	乙醇（水）		加热蒸发
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（2）在结构A的每两个碳原子之间插入一个CH₂原子团，可以形成金刚烷．则金刚烷的分子式为C₁₀H₁₆．
（3）A的一种链状烃类同分异构体可由两分子乙炔聚合得到，则该链状烃的结构简式为CH₂=CH-C≡CH．
（4）B的一种同分异构体是最简单的芳香烃，能证明该芳香烃中的碳碳键不是单双键交替排列的事实是bc．
a．它的对位二元取代物只有一种
b．它的邻位二元取代物只有一种
c．分子中所有碳碳键的键长均相等
d．能发生取代反应和加成反应
（5）C在一定条件下可发生卤代反应，则C的六氯代物共有3种同分异构体．
（6）C的一种属于芳香烃的同分异构体是生产某种塑料的单体，则该芳香烃分子发生加聚反应的化学方程式为：

．

10．

有关物质的转化关系如图所示，固体X由两种常见元素组成，其中一种为常见金属元素，另一种为非金属元素，且质量比为14：1，B是常见的无色无味气体，可以使澄清石灰水变浑浊，C是一种红棕色气体，D是最常见的无色液体，E溶液遇硫氰化钾溶液显血红色，F是紫红色的金属单质，I是常见的无色气体，遇空气变为红棕色．
请回答下列问题：
（1）D的电子式为

（2）X的化学式为Fe₃C
（3）写出反应①的化学方程式：Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
（4）写出反应②的离子方程式：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．

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