Question

5．過(guò)氧化尿素是一種無(wú)毒無(wú)味的白色粉末，是一種新型的氧化劑與消毒劑．它的合成方式如下：
原理：CO（NH₂）₂+H₂O₂$\stackrel{30℃}{→}$ CO（NH₂）₂•H₂O₂工藝流程如圖1：

請(qǐng)回答：
（1）根據(jù)反應(yīng)原理，CO（NH₂）₂•H₂O₂分子內(nèi)存在的作用力是AD．
A．共價(jià)鍵 B．離子鍵C．金屬鍵 D．氫鍵
（2）流程圖中反應(yīng)器的裝置如圖2所示推測(cè)該反應(yīng)的加熱方式是30℃水��；回流管中冷水流從b．
口流入；拌器選用的材質(zhì)是玻璃而不是鐵質(zhì)或鋁質(zhì)材料的原因是過(guò)氧化氫能氧化鐵鋁，生成的金屬離子能催化過(guò)氧化氫的分解．
（3）從母液中分離出H₂O₂和尿素，采用的操作是B．
A．鹽析、過(guò)濾   B．減壓蒸餾、結(jié)晶C．分液、過(guò)濾 D．常壓蒸餾、萃取
（4）為測(cè)定產(chǎn)品中活性氧的含量（活性氧16%，相當(dāng)于H₂O₂34%），稱取干燥樣品2.000g，溶解，在250mL容量瓶中定容．準(zhǔn)確量取25.00mL于錐形瓶中，加入1mL 6mol•L^-1的硫酸，然后用0.1 000mol•L^-1KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至滴入最后一滴時(shí)，溶液顯淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色，三次滴定平均消耗KMnO₄溶液8.000mL（KMnO₄溶液與尿素不反應(yīng)）．
①完成并配平方程式：□MnO₄^-+□H₂O₂+□H⁺=□Mn²⁺+□H₂O+□O₂．
②本實(shí)驗(yàn)KMnO₄溶液滴定過(guò)程中操作滴定管的圖示正確的是A（填編號(hào)）．

若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會(huì)使測(cè)得的活性氧含量偏高．（“偏高”、“偏低”或“不變”）．
③根據(jù)滴定結(jié)果，可確定產(chǎn)品中活性氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%．

Answer 1

分析 （1）非金屬元素原子之間易形成共價(jià)鍵，金屬元素與非金屬元素原子之間易形成共價(jià)鍵，分子之間存在范德華力，過(guò)氧化氫分子中的O原子和其它分子中的H原子易形成氫鍵；無(wú)金屬單質(zhì)，所以無(wú)金屬鍵；
（2）CO（NH₂）₂•H₂O₂的制備溫度較低30℃，應(yīng)該用水浴加熱；根據(jù)裝置圖分析；冷凝水應(yīng)該從下口流入；過(guò)氧化氫與Fe、Al反應(yīng)生成三價(jià)鐵離子；
（3）依據(jù)物質(zhì)沸點(diǎn)不同，液體的沸點(diǎn)是隨外界壓力的變化而變化的分析判斷；
（4）①依據(jù)氧化還原反應(yīng)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；
②KMnO₄溶液用酸式滴定管盛放，滴定時(shí)旋轉(zhuǎn)活塞；依據(jù)滴定過(guò)程誤差分析依據(jù)，c標(biāo)準(zhǔn)×V標(biāo)準(zhǔn)=c待測(cè)×V待測(cè)，產(chǎn)生誤差的原因是標(biāo)準(zhǔn)液消耗的多少分析判斷；
③依據(jù)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂；計(jì)算過(guò)氧化氫物質(zhì)的量，結(jié)合題干信息計(jì)算產(chǎn)品中活性氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）流程分析可知，合成過(guò)氧化尿素是利用過(guò)氧化氫和尿素化合反應(yīng)生成過(guò)氧化尿素，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO（NH₂）₂+H₂O₂=CO（NH₂）₂•H₂O₂，CO（NH₂）₂、H₂O₂分子內(nèi)存在共價(jià)鍵，CO（NH₂）₂分子與H₂O₂分子間存在氫鍵和范德華力，所以CO（NH₂）₂•H₂O₂分子內(nèi)存在的作用力是共價(jià)鍵、氫鍵，
故答案為：AD；
（2）CO（NH₂）₂•H₂O₂的制備CO（NH₂）₂+H₂O₂$\stackrel{30℃}{→}$ CO（NH₂）₂•H₂O₂溫度較低30℃，CO（NH₂）₂•H₂O₂在45℃時(shí)發(fā)生分解，所以不能用酒精燈直接加熱，應(yīng)該用30℃水浴加熱；根據(jù)裝置圖可知圖2儀器為三頸燒瓶；冷凝水應(yīng)該從下口流入，這樣冷凝效果好，故冷凝水從下口b流入；過(guò)氧化氫與Fe、Al反應(yīng)生成三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵離子會(huì)加速過(guò)氧化氫的分解，所以攪拌器不能用鐵質(zhì)、鋁質(zhì)材料的；
故答案為：30℃水��；b；過(guò)氧化氫能氧化鐵鋁，生成的金屬離子能催化過(guò)氧化氫的分解；
（3）液體的沸點(diǎn)是指它的蒸氣壓等于外界壓力時(shí)的溫度，因此液體的沸點(diǎn)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(tǒng)內(nèi)壓力，就可以降低液體的沸點(diǎn)．H₂O₂常壓下沸點(diǎn)108℃，尿素常壓下169.6℃，則沸點(diǎn)低的先沸騰，則有液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)；因?yàn)镠₂O₂受熱易分解，所以從母液中分離出H₂O₂和尿素時(shí)，應(yīng)使溶液在較低溫度下蒸發(fā)，采用的操作是減壓蒸餾，然后結(jié)晶，
故答案為：B；
（4）①反應(yīng)中，Mn元素的化合價(jià)降低了5價(jià)，氧元素的化合價(jià)升高，從-1價(jià)升高到0價(jià)，1mol雙氧水失電子是2mol，1mol高錳酸根離子得電子是5mol，根據(jù)電子守恒，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子是10mol，所以高錳酸根離子的前邊系數(shù)是2，雙氧水的前表面系數(shù)是5，根據(jù)電荷守恒和元素守恒，得到的方程式為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂，
故答案為：2；5；6；2；8；5O₂；
②KMnO₄溶液用酸式滴定管盛放，滴定時(shí)左手旋轉(zhuǎn)活塞，只有圖A符合，若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，依據(jù)反應(yīng)的電離關(guān)系可知，5×c標(biāo)準(zhǔn)×V標(biāo)準(zhǔn)=c待測(cè)×V待測(cè)×2，測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，結(jié)果偏高，
故答案為：A；偏高；
③稱取干燥樣品2.000g，溶解，在250mL容量瓶中定容．準(zhǔn)確量取25.00mL于錐形瓶中，加入1mL 6mol/L的硫酸，然后用0.1000mol/L KMnO₄ 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至滴入最后一滴時(shí)，溶液顯淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色，三次滴定平均消耗KMnO₄溶液8.00mL；依據(jù)反應(yīng)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂；
2MnO₄^-～～～～～5H₂O₂；
2                5
0.00800L×0.1000mol/L 0.02mol
250mL容量瓶中含過(guò)氧化氫0.2mol；
過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.2mol×34g/mol}{2g}$×100%=34%
活性氧16%，相當(dāng)于H₂O₂34%，則活性氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{16%×34%}{34%}$=16%，
故答案為：16%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析判斷，裝置圖的理解應(yīng)用，滴定實(shí)驗(yàn)過(guò)程和計(jì)算的分析應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)操作為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力及計(jì)算能力的考查，注意信息與所學(xué)知識(shí)的結(jié)合，題目難度較大．