Question

【題目】過氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一種白色粉末，溶于水形成的溶液呈弱酸性。過氧化尿素不穩(wěn)定，在痕量重金屬離子等活性催化劑的存在下迅速分解。工業(yè)生產(chǎn)過氧化尿素的原理和流程如下。

原理：CO(NH2)2+H2O2 CO(NH2)2·H2O2

流程：

回答下列問題：

(l）已知過氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]中的CO(NH2)2與H2O2以氫鍵連接，其中碳元素的化合價(jià)是___________。（填序號(hào)）

A. +2價(jià) B. －l價(jià) C. 0價(jià) D. +4價(jià)

(2)過氧化尿素鑒定反應(yīng):在重鉻酸鉀酸性溶液中加入乙醚和少許過氧化尿素，振蕩。上層乙醚呈藍(lán)色，這是由于在酸性溶液中過氧化尿素中的過氧化氫與重鉻酸鉀反應(yīng)生成較穩(wěn)定的藍(lán)色過氧化鉻(CrO5)。寫出H2O2與重鉻酸鉀反應(yīng)的離子方程式__________。

(3)經(jīng)過上述化學(xué)工藝后的產(chǎn)品是粗產(chǎn)品。已知30℃時(shí)尿素的溶解度遠(yuǎn)大于過氧化尿素的溶解度，則提純粗產(chǎn)品的操作順序是___________ (填序號(hào))。

①冷卻至30℃結(jié)晶 ②過濾 ③蒸發(fā)濃縮 ④溶解 ⑤洗滌

(4)在實(shí)驗(yàn)室中采用上述原理制取過氧化尿素，攪拌器的材質(zhì)一般用玻璃而非鐵質(zhì)，原因是___。

(5)電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖（電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極）。電解時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為________。

(6)Ⅰ.為測定產(chǎn)品中H2O2的含量，常用KMnO4溶液滴定H2O2，高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液通常放置時(shí)間較長，因此在滴定H2O2前，常用現(xiàn)配的草酸鈉溶液先標(biāo)定出KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。

Ⅱ.稱取過氧化尿素樣品4.000g ，溶解在250mL容量瓶中定容。準(zhǔn)確量取25.00mL于錐形瓶中，加入1.00mL 6mo1/L的硫酸，用標(biāo)定過的0.2000mol/L的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至滴入最后一滴時(shí)溶液顯淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色，三次滴定平均消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00mL，(KMnO4與尿素不反應(yīng))。

①H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_______ (精確至0.1%)。

②若裝草酸鈉溶液的滴定管水洗后未潤洗，最終H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)______ (填“偏大”、“偏小”或“不變”)

Answer 1

【答案】 D 4H2O2+Cr2O72-+2H+=2CrO5+5H2O ④③①②⑤ H2O2水溶液呈弱酸性，故H2O2可與鐵單質(zhì)反應(yīng);②進(jìn)而氧化生成可催化H2O2分解的 Fe3+ 42.5% 偏大

【解析】(l）CO（NH2）2H2O2以氫鍵連接為分子間作用力，氫元素為+1價(jià)，氧元素化合價(jià)為-2價(jià)，氮元素化合價(jià)-3價(jià)，計(jì)算得到碳元素化合價(jià)為+4價(jià)，故選D；

(2)在酸性溶液中過氧化尿素中的過氧化氫與重鉻酸鉀反應(yīng)生成較穩(wěn)定的藍(lán)色過氧化鉻（CrO5），H2O2與重鉻酸鉀反應(yīng)的離了方程式位：4H2O2+Cr2O72-+H+=2CrO5+5H2O；

(3)經(jīng)過上述化學(xué)工藝后的產(chǎn)品是粗產(chǎn)品．已知30℃時(shí)尿素的溶解度遠(yuǎn)大于過氧化尿素的溶解度，則提純粗產(chǎn)品溶解、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾洗滌、干燥得到晶體，操作順序是④③①②⑤；

(4)在實(shí)驗(yàn)室中采用上述原理制取過氧化尿素，攪拌器的材質(zhì)一般用玻璃而非鐵質(zhì)，原因是H2O2水溶液呈弱酸性，故H2O2可與鐵單質(zhì)反應(yīng)，進(jìn)而氧化生成可催化H2O2分解的Fe3+；

(5)由圖可知，CO（NH2）2在陽極放電生成N2，C元素價(jià)態(tài)未變化，故還有碳酸鉀生成與水生成，電極反應(yīng)式為CO（NH2）2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O；

(6）①5H2O2+2MnO4-+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O，
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n0.1000mol/L×0.008L×
計(jì)算過氧化氫物質(zhì)的量n=0.02mol，計(jì)算過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=34.0%；
②若裝草酸鈉溶液的滴定管水洗后未潤洗，消耗標(biāo)定溶液體積增大，高錳酸鉀溶液濃度偏小，則滴定實(shí)驗(yàn)中消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，測定結(jié)果會(huì)增大。