Question

20．過(guò)氧化尿素是一種新型漂泊、消毒劑，廣泛應(yīng)用與農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、日用化工等領(lǐng)域．用低濃度的雙氧水和飽和尿素溶液在一定條件下可以合成過(guò)氧化尿素．反應(yīng)的方程式為：CO（NH₂）₂+H₂O₂$\frac{\underline{\;30℃\;}}{\;}$CO（NH₂）₂•H₂O₂．過(guò)氧化尿素的部分性質(zhì)如下：

分子式	外觀	熱分解溫度	熔點(diǎn)	溶解性
CO（NH2）2•H2O2	白色晶體	45℃	75～85℃	易溶于水、有機(jī)溶劑

合成過(guò)氧化尿素的流程如圖1及反應(yīng)裝置圖如圖2：
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）儀器X的名稱是三頸燒瓶；冷凝管中冷卻水從b（填“a”或“b”）口出來(lái)；
（2）該反應(yīng)的溫度控制30℃而不能過(guò)高的原因是防止雙氧水和過(guò)氧化尿素分解．
（3）攪拌器是否可用鐵質(zhì)材料否（填“是”或“否”），原因是鐵和雙氧水反應(yīng)生成鐵離子，促進(jìn)雙氧水分解；
（4）步驟①宜采用的操作是C．
A．加熱蒸發(fā) B．常壓蒸發(fā)  C．減壓蒸發(fā)
（5）若實(shí)驗(yàn)室制得少量該晶體，過(guò)濾后需要用冷水洗滌，具體的洗滌操作是沿玻璃棒注入蒸餾水至浸沒(méi)晶體表面，靜置待水自然流下，重復(fù)操作2-3次．
（6）準(zhǔn)確稱取1.000g產(chǎn)品于250mL錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，再加2mL6mol•L^-1H₂SO₄，用0.2000mol•L^-1KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗18.00mL（尿素與KMnO₄溶液不反應(yīng)），則產(chǎn)品中CO（NH₂）₂•H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84.6%；若滴定后俯視讀數(shù)，則測(cè)得的過(guò)氧化尿素含量偏低（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析 雙氧水、尿素、穩(wěn)定劑在反應(yīng)器中混合發(fā)生反應(yīng)得到過(guò)氧化尿素粗產(chǎn)品，然后通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到晶體和母液，將晶體洗滌、干燥得到產(chǎn)品，
（1）儀器X的名稱是三頸燒瓶；冷凝管中冷卻水采用逆流的方法進(jìn)出；
（2）雙氧水和過(guò)氧化尿素在溫度高時(shí)易分解；
（3）雙氧水和鐵反應(yīng)生成鐵離子，鐵離子能作雙氧水分解的催化劑；
（4）加熱易導(dǎo)致雙氧水和過(guò)氧化尿素分解；
（5）晶體洗滌方法為：沿玻璃棒注入蒸餾水至浸沒(méi)晶體表面，靜置待水自然流下，重復(fù)操作2-3次；
（6）已知尿素與KMnO₄溶液不反應(yīng)，發(fā)生的反應(yīng)為5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=8H₂O+2MnSO₄+K₂SO₄+5O₂↑，根據(jù)高錳酸鉀的物質(zhì)的量求出H₂O₂和CO（NH₂）₂•H₂O₂的物質(zhì)的量，再求出質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)；若滴定后俯視讀數(shù)會(huì)導(dǎo)致溶液體積偏�。�

解答 解：雙氧水、尿素、穩(wěn)定劑在反應(yīng)器中混合發(fā)生反應(yīng)得到過(guò)氧化尿素粗產(chǎn)品，然后通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到晶體和母液，將晶體洗滌、干燥得到產(chǎn)品，
（1）儀器X的名稱是三頸燒瓶；冷凝管中冷卻水采用逆流的方法進(jìn)出，所以下口a是進(jìn)水口、上口b是出水口，
故答案為：三頸燒瓶；b；
（2）雙氧水和過(guò)氧化尿素在溫度高時(shí)易分解，為防止雙氧水和過(guò)氧化尿素分解，所以需要溫度控制30℃而不能過(guò)高，
故答案為：防止雙氧水和過(guò)氧化尿素分解；
（3）雙氧水和鐵反應(yīng)生成鐵離子，鐵離子能作雙氧水分解的催化劑，為防止雙氧水分解，所以不能用Fe制容器，故答案為：否；鐵和雙氧水反應(yīng)生成鐵離子，促進(jìn)雙氧水分解；
（4）加熱易導(dǎo)致雙氧水和過(guò)氧化尿素分解，所以需要減壓蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到產(chǎn)品，故答案為：C；
（5）晶體洗滌方法為：沿玻璃棒注入蒸餾水至浸沒(méi)晶體表面，靜置待水自然流下，重復(fù)操作2-3次，
故答案為：沿玻璃棒注入蒸餾水至浸沒(méi)晶體表面，靜置待水自然流下，重復(fù)操作2-3次；
（6）已知尿素與KMnO₄溶液不反應(yīng)，發(fā)生的反應(yīng)為5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=8H₂O+2MnSO₄+K₂SO₄+5O₂↑，
5H₂O₂～～～～～2KMnO₄
5             2
nmol        0.2000mol•L^-1×0.018L
則n=0.009mol，所以CO（NH₂）₂•H₂O₂為0.009mol，其質(zhì)量為0.009mol×94g/mol=0.846g
所以產(chǎn)品中CO（NH₂）₂•H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.846g}{1.000g}$×100%=84.6%；若滴定后俯視讀數(shù)會(huì)導(dǎo)致溶液體積偏小，則導(dǎo)致測(cè)得過(guò)氧化尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，
故答案為：84.6%；偏低．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，涉及物質(zhì)分離和提純、基本操作、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、誤差分析等知識(shí)點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理及基本計(jì)算是解本題關(guān)鍵，同時(shí)考查學(xué)生獲取信息解答問(wèn)題能力，易錯(cuò)點(diǎn)是誤差分析．