Question

【題目】過氧化尿素是一種白色粉末，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)生產過氧化尿素的原理和流程如下。

回答下列問題：

（1）已知過氧化尿素中的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．-1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(wěn)定的藍色過氧化鉻（CrO5）且無氣體生成。寫出H2O2與重鉻酸鉀反應的離了方程式____。

（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(fā)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(xiàn)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4.00g ，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 ①H2O2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+ CO(NH2)2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O 42.5% 偏大

【解析】

（1）根據化合物的化合價代數和為0，結合其他元素常見化合價求出碳元素化合價；

（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(wěn)定的藍色過氧化鉻（CrO5），Cr元素化合價升高，則過氧化氫作氧化劑，依據氧化還原反應規(guī)律書寫其離子方程式；

（3）結合已知信息，采用蒸發(fā)結晶的方法提純粗產品；

（4）過氧化氫可與鐵單質發(fā)生氧化還原反應，且鐵離子可作為過氧化氫分解的催化劑，加快其分解；

（5）陽極尿素失電子發(fā)生氧化反應生成氮氣，結合電解原理分析作答；

（6）依據高錳酸鉀與過氧化氫反應的關系式，找出過氧化氫與高錳酸鉀物質的量之間的關系，進而求得H2O2的質量分數，根據操作不當對酸性高錳酸鉀體積讀數的影響及關系式得出結論。

（l）CO（NH2）2H2O2以氫鍵連接的為分子間作用力，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，D項正確，

故答案為：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(wěn)定的藍色過氧化鉻（CrO5），H2O2與重鉻酸鉀反應的離子方程式為：4H2O2+Cr2O72-+H+=2CrO5+5H2O，

故答案為：4H2O2+Cr2O72-+2H+=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，則提純粗產品可采用先溶解再蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，最后過濾洗滌、干燥得到晶體，操作順序是④③①②⑤，

故答案為：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+，故答案為：①H2O2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+；

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

故答案為：CO（NH2）2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O；

（6）
計算過氧化氫物質的量n=0.05mol，計算過氧化氫的質量分數=×100% = 42.5%，

故答案為：42.5%；
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，

故答案為：偏大。