Question

【必考題】
過氧化尿素[CO（NH₂）₂?H₂O₂]是一種無毒、無味的白色結晶粉末，具有尿素和過氧化氫雙重性質，是一種新型的氧化劑和消毒劑，廣泛應用于漂白、紡織、醫藥、農業、養殖業等領域．其合成如下：

試回答下列問題：
（1）實際生產中需控制n（H₂O₂）：n（CO（NH₂）₂）]=1.2：1，并控制合成溫度在25-30℃，其主要原因是______．
（2）從母液中分離出H₂O₂和尿素，采用的操作是______．
（a）鹽析  過濾    （b）分液  過濾  （c）減壓蒸餾  結晶  （d）常壓蒸餾  萃取
（3）為測定產品中活性氧的含量（活性氧16%，相當于H₂O₂34%），稱取干燥樣品12.000g，溶解，在250mL容量瓶中定容．準確量取25.00mL于錐形瓶中，加入1mL 6mol/L的硫酸，然后用0.2000mol/L KMnO₄ 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溶液20.00mL（KMnO₄溶液與尿素不反應）．
①KMnO₄溶液應盛放在______式（選填：“酸”、“堿”）滴定管中．
②完成并配平方程式：______MnO₄^-+______H₂O₂+______H⁺=______Mn²⁺+______H₂O+______
③根據滴定結果，可確定產品中活性氧的質量分數為：______．
④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______（選填：“偏高”、“偏低”或“不變”）．
⑤根據本次實驗測得的活性氧含量，可判斷該實驗產品所含的一種主要雜質為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）依據反應在一定溫度下發生反應時加熱過氧化氫分解分析，CO（NH₂）₂+H₂O₂=CO（NH₂）₂?H₂O₂；
（2）依據物質沸點不同，液體的沸點是隨外界壓力的變化而變化的分析判斷；
（3）①酸性KMnO4溶液有強氧化性和酸性，應盛放在酸式滴定管中；
②依據氧化還原反應電子守恒和電荷守恒，電子守恒，原子守恒配平寫出離子方程式；
③依據2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂；計算過氧化氫物質的量，結合題干信息計算產品中活性氧的質量分數；
④依據滴定過程誤差分析依據，c標準×V標準=c待測×V待測，產生誤差的原因是標準液消耗的多少分析判斷；
⑤依據流程圖中和分離物質的方法分析判斷．
解答：解：（1）在一定溫度下發生反應時加熱過氧化氫分解，增大過氧化氫的量會提高反應轉化率，提高過氧化尿素的純度，
故答案為：H₂O₂ 在實驗過程中會有部分分解，增大過氧化氫的量可提高過氧化尿素的純度；
（2）液體的沸點是指它的蒸氣壓等于外界壓力時的溫度，因此液體的沸點是隨外界壓力的變化而變化的，如果借助于真空泵降低系統內壓力，就可以降低液體的沸點．H₂O₂常壓下沸點108度，尿素常壓下169.6度，則沸點低的先沸騰，則有液態變為氣態；因為H₂O₂受熱易分解，所以從母液中分離出H₂O₂和尿素時，應使溶液在較低溫度下蒸發，采用的操作是減壓蒸餾，然后結晶，故答案為：c；
（3）①KMnO₄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，故答案為：酸；
②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⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂，故答案為：2；5；6；2；8；5O₂；
③稱取干燥樣品12.000g，溶解，在250mL容量瓶中定容．準確量取25.00mL于錐形瓶中，加入1mL 6mol/L的硫酸，然后用0.2000mol/L KMnO₄ 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溶液20.00mL；依據反應2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂；
      2MnO₄^-～～～～～5H₂O₂；
      2                 5
0.0200L×0.2000mol/L   0.01mol
250mL容量瓶中含過氧化氫0.1mol；
過氧化氫質量分數=×100%=28.3%
活性氧16%，相當于H₂O₂34%，則活性氧質量分數==13.3%，
故答案為：13.3%；
④若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，依據反應的電離關系可知，5×c標準×V標準=c待測×V待測×2，測得標準液體積偏大，結果偏高，故答案為：偏高；  
⑤依據流程分析，母液中能分離出H₂O₂和尿素，充分利用原料，循環使用，在冷卻結晶過程中會有尿素在晶體中析出，所以該實驗產品所含的一種主要雜質是尿素，
故答案為：尿素或水楊酸穩定劑．
點評：本題考查了物質制備的流程分析判斷，滴定管的使用方法和結構分析，滴定實驗的計算應用，流程分析是解題關鍵，題目難度中等．