Question

過氧化尿素是一種新型漂白、消毒劑，漂白、消毒效果優于H₂O₂和過氧乙酸，某工業用過氧化尿素的部分參數列于下表。

分子式	外觀	熱分解溫度	熔點	水溶性（20℃）
CO(NH2)2·H2O2	白色晶體	45℃	75—85℃	500g·L—1

 
合成過氧化尿素的流程及反應器的示意圖如下：
    
請回答下列問題：
（1）寫出合成過氧化尿素的化學方程式：                                   。
（2）反應器里冷凝管中冷水從   （填“上”或“下”）口流入；反應器的加熱方式是   。
①直接加熱；②水浴加熱；③蒸氣浴加熱；④冰浴
（3）攪拌器選用的材料是玻璃而不是鐵質或鋁質材料的原因是                ，
（4）從母液中分離出H₂O₂和尿素，采用的是減壓蒸發、冷卻結晶的方法，其原因是         。
（5）活性氧含量的高低直接決定產品的質量，合格產品中活性氧的含量≥16%（相當于其中含H₂O₂34%）。為了確定所得產品合格與否，質檢員稱取干燥樣品2.000g，溶解于水，在250mL容量瓶中定容，準確量取其中25.00mL溶液于錐形瓶中，加入1mL 6mol/LH₂SO₄，然后用0.1000mol/L KMnO₄標準溶液滴定樣品中的H₂O₂（KMnO₄溶液不與尿素反應），至滴入最后一滴時，溶液顯淺紅色且半分鐘內不褪色，三次滴定平均消耗KMnO₄溶液6.000mL：
完成并配平下列化學方程式:
    MnO₄^—＋    H₂O₂＋    H⁺＝    Mn²⁺＋    H₂O＋    
②KMnO₄溶液應盛放在          滴定管中，若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會使測得的活性氧含量          （填“偏高”、“偏低”或“不變”）；
③根據滴定結果確定產品質量       （填“合格”或“不合格”），活性氧的質量分數為                   。

Answer 1

（1）CO(NH₂)₂＋H₂O₂＝CO(NH₂)₂·H₂O₂（用可逆號也可）（2分）
（2）下，②（各1分，共2分）
（3）鐵鋁易被（過氧化氫）腐蝕，（2分）
（4）降低蒸餾溫度，防止過氧化氫分解（2分，答上一個原因給1分。此題的評分要點是減壓蒸發，冷卻結晶回答與否不作為采分點。）
（5）①2 5 6 2 8 5O₂（2分，只寫上O₂給1分） ②酸式 偏高（各1分，共2分）
③不合格，（2分）12%（2分）

試題分析：（1）根據過氧化尿素分子式即可寫出化學方程式：CO(NH₂)₂＋H₂O₂＝CO(NH₂)₂·H₂O₂；
（2）冷凝管起冷凝回流的作用，冷卻水從下口進入，冷卻效果好；根據CO(NH₂)₂·H₂O₂熔點75—85℃，所以采用的加熱方式應用水浴加熱，易于控制溫度；
（3）過氧化氫具有弱酸性，可以和鐵鋁反應；
（4）從母液中分離出H₂O₂和尿素，采用的是減壓蒸發、冷卻結晶的方法，其原因是降低蒸餾溫度，防止過氧化氫分解；
（5）①反應中MnO₄^－是氧化劑，H₂O₂是還原劑，氧化產物是O₂；依據元素化合價變化，錳元素化合價從+7價變化為+2價，過氧化氫中的氧元素化合價從-1價變化為0價，根據電子守恒配平寫出離子方程式為：2MnO₄^－+5H₂O₂+6H^＋=2Mn^2＋+8H₂O+5O₂，故答案為：2；5；6；2；8；5O₂；
②KMnO₄溶液具有強氧化性，能將堿式滴定管下端的橡膠管氧化，所以不能用堿式滴定管量取，可以用酸式滴定管量取，若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，依據反應的關系可知，測得標準液體積偏大，結果偏高，故答案為：偏高； 
③依據反應2MnO₄^－+5H₂O₂+6H^＋=2Mn^2＋+8H₂O+5O₂；
2MnO₄ ^－～5H₂O₂；
2         5
0.0060L×0.1000mol·L^－1   0.00150mol
250mL容量瓶中含過氧化氫0.0150mol；
過氧化氫質量分數= ×100%=25.5%
活性氧16%，相當于H₂O₂34%，則活性氧質量分數==12%<16%，
故答案為：12%；根據滴定結果確定產品質量不合格；