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。工業生產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是___________。（填序號）

A. +2價 B. －l價 C. 0價 D. +4價

(2)過氧化尿素鑒定反應: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生成較穩定的藍色過氧化鉻(CrO5)。寫出H2O2與重鉻酸鉀反應的離子方程式__________。

(3)經過上述化學工藝后的產品是粗產品。已知30℃時尿素的溶解度遠大于過氧化尿素的溶解度，則提純粗產品的操作順序是___________ (填序號)。

①冷卻至30℃結晶 ②過濾 ③蒸發濃縮 ④溶解 ⑤洗滌

(4)在實驗室中采用上述原理制取過氧化尿素，攪拌器的材質一般用玻璃而非鐵質，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，陽極的電極反應式為________。

(6)Ⅰ.為測定產品中H2O2的含量，常用KMnO4溶液滴定H2O2，高錳酸鉀標準溶液通常放置時間較長，因此在滴定H2O2前，常用現配的草酸鈉溶液先標定出KMnO4標準溶液的濃度。

Ⅱ.稱取過氧化尿素樣品4.000g ，溶解在250mL容量瓶中定容。準確量取25.00mL于錐形瓶中，加入1.00mL 6mo1/L的硫酸，用標定過的0.2000mol/L的高錳酸鉀標準溶液滴定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標準溶液10.00mL，(KMnO4與尿素不反應)。

①H2O2的質量分數是_______ (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的質量分數______ (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可與鐵單質反應;②進而氧化生成可催化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，氧元素化合價為-2價，氮元素化合價-3價，計算得到碳元素化合價為+4價，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生成較穩定的藍色過氧化鉻（CrO5），H2O2與重鉻酸鉀反應的離了方程式位：4H2O2+Cr2O72-+H+=2CrO5+5H2O；

(3)經過上述化學工藝后的產品是粗產品．已知30℃時尿素的溶解度遠大于過氧化尿素的溶解度，則提純粗產品溶解、蒸發濃縮、冷卻結晶，過濾洗滌、干燥得到晶體，操作順序是④③①②⑤；

(4)在實驗室中采用上述原理制取過氧化尿素，攪拌器的材質一般用玻璃而非鐵質，原因是H2O2水溶液呈弱酸性，故H2O2可與鐵單質反應，進而氧化生成可催化H2O2分解的Fe3+；

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

(6）①5H2O2+2MnO4-+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O，
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n0.1000mol/L×0.008L×
計算過氧化氫物質的量n=0.02mol，計算過氧化氫的質量分數=×100%=34.0%；
②若裝草酸鈉溶液的滴定管水洗后未潤洗，消耗標定溶液體積增大，高錳酸鉀溶液濃度偏小，則滴定實驗中消耗標準溶液體積增大，測定結果會增大。