Question

过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂，漂白、消毒效果优于H₂O₂和过氧乙酸，某工业用过氧化尿素的部分参数列于下表。

分子式	外观	热分解温度	熔点	水溶性（20℃）
CO(NH2)2·H2O2	白色晶体	45℃	75—85℃	500g·L—1

 
合成过氧化尿素的流程及反应器的示意图如下：
    
请回答下列问题：
（1）写出合成过氧化尿素的化学方程式：                                   。
（2）反应器里冷凝管中冷水从   （填“上”或“下”）口流入；反应器的加热方式是   。
①直接加热；②水浴加热；③蒸气浴加热；④冰浴
（3）搅拌器选用的材料是玻璃而不是铁质或铝质材料的原因是                ，
（4）从母液中分离出H₂O₂和尿素，采用的是减压蒸发、冷却结晶的方法，其原因是         。
（5）活性氧含量的高低直接决定产品的质量，合格产品中活性氧的含量≥16%（相当于其中含H₂O₂34%）。为了确定所得产品合格与否，质检员称取干燥样品2.000g，溶解于水，在250mL容量瓶中定容，准确量取其中25.00mL溶液于锥形瓶中，加入1mL 6mol/LH₂SO₄，然后用0.1000mol/L KMnO₄标准溶液滴定样品中的H₂O₂（KMnO₄溶液不与尿素反应），至滴入最后一滴时，溶液显浅红色且半分钟内不褪色，三次滴定平均消耗KMnO₄溶液6.000mL：
完成并配平下列化学方程式:
    MnO₄^—＋    H₂O₂＋    H⁺＝    Mn²⁺＋    H₂O＋    
②KMnO₄溶液应盛放在          滴定管中，若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，会使测得的活性氧含量          （填“偏高”、“偏低”或“不变”）；
③根据滴定结果确定产品质量       （填“合格”或“不合格”），活性氧的质量分数为                   。

Answer 1

（1）CO(NH₂)₂＋H₂O₂＝CO(NH₂)₂·H₂O₂（用可逆号也可）（2分）
（2）下，②（各1分，共2分）
（3）铁铝易被（过氧化氢）腐蚀，（2分）
（4）降低蒸馏温度，防止过氧化氢分解（2分，答上一个原因给1分。此题的评分要点是减压蒸发，冷却结晶回答与否不作为采分点。）
（5）①2 5 6 2 8 5O₂（2分，只写上O₂给1分） ②酸式 偏高（各1分，共2分）
③不合格，（2分）12%（2分）

试题分析：（1）根据过氧化尿素分子式即可写出化学方程式：CO(NH₂)₂＋H₂O₂＝CO(NH₂)₂·H₂O₂；
（2）冷凝管起冷凝回流的作用，冷却水从下口进入，冷却效果好；根据CO(NH₂)₂·H₂O₂熔点75—85℃，所以采用的加热方式应用水浴加热，易于控制温度；
（3）过氧化氢具有弱酸性，可以和铁铝反应；
（4）从母液中分离出H₂O₂和尿素，采用的是减压蒸发、冷却结晶的方法，其原因是降低蒸馏温度，防止过氧化氢分解；
（5）①反应中MnO₄^－是氧化剂，H₂O₂是还原剂，氧化产物是O₂；依据元素化合价变化，锰元素化合价从+7价变化为+2价，过氧化氢中的氧元素化合价从-1价变化为0价，根据电子守恒配平写出离子方程式为：2MnO₄^－+5H₂O₂+6H^＋=2Mn^2＋+8H₂O+5O₂，故答案为：2；5；6；2；8；5O₂；
②KMnO₄溶液具有强氧化性，能将碱式滴定管下端的橡胶管氧化，所以不能用碱式滴定管量取，可以用酸式滴定管量取，若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，依据反应的关系可知，测得标准液体积偏大，结果偏高，故答案为：偏高； 
③依据反应2MnO₄^－+5H₂O₂+6H^＋=2Mn^2＋+8H₂O+5O₂；
2MnO₄ ^－～5H₂O₂；
2         5
0.0060L×0.1000mol·L^－1   0.00150mol
250mL容量瓶中含过氧化氢0.0150mol；
过氧化氢质量分数= ×100%=25.5%
活性氧16%，相当于H₂O₂34%，则活性氧质量分数==12%<16%，
故答案为：12%；根据滴定结果确定产品质量不合格；