Question

20．過氧化尿素是一種新型漂泊、消毒劑，廣泛應用與農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、日用化工等領域．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氧化尿素．反應的方程式為：CO（NH₂）₂+H₂O₂$\frac{\underline{\;30℃\;}}{\;}$CO（NH₂）₂•H₂O₂．過氧化尿素的部分性質(zhì)如下：

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

合成過氧化尿素的流程如圖1及反應裝置圖如圖2：
請回答下列問題：
（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；
（2）該反應的溫度控制30℃而不能過高的原因是防止雙氧水和過氧化尿素分解．
（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生成鐵離子，促進雙氧水分解；
（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）若實驗室制得少量該晶體，過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晶體表面，靜置待水自然流下，重復操作2-3次．
（6）準確稱取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標準溶液滴定至終點時消耗18.00mL（尿素與KMnO₄溶液不反應），則產(chǎn)品中CO（NH₂）₂•H₂O₂的質(zhì)量分數(shù)為84.6%；若滴定后俯視讀數(shù)，則測得的過氧化尿素含量偏低（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析 雙氧水、尿素、穩(wěn)定劑在反應器中混合發(fā)生反應得到過氧化尿素粗產(chǎn)品，然后通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾得到晶體和母液，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出；
（2）雙氧水和過氧化尿素在溫度高時易分解；
（3）雙氧水和鐵反應生成鐵離子，鐵離子能作雙氧水分解的催化劑；
（4）加熱易導致雙氧水和過氧化尿素分解；
（5）晶體洗滌方法為：沿玻璃棒注入蒸餾水至浸沒晶體表面，靜置待水自然流下，重復操作2-3次；
（6）已知尿素與KMnO₄溶液不反應，發(fā)生的反應為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)量分數(shù)；若滴定后俯視讀數(shù)會導致溶液體積偏小．

解答 解：雙氧水、尿素、穩(wěn)定劑在反應器中混合發(fā)生反應得到過氧化尿素粗產(chǎn)品，然后通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾得到晶體和母液，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出，所以下口a是進水口、上口b是出水口，
故答案為：三頸燒瓶；b；
（2）雙氧水和過氧化尿素在溫度高時易分解，為防止雙氧水和過氧化尿素分解，所以需要溫度控制30℃而不能過高，
故答案為：防止雙氧水和過氧化尿素分解；
（3）雙氧水和鐵反應生成鐵離子，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；鐵和雙氧水反應生成鐵離子，促進雙氧水分解；
（4）加熱易導致雙氧水和過氧化尿素分解，所以需要減壓蒸發(fā)、冷卻結晶、過濾得到產(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晶體表面，靜置待水自然流下，重復操作2-3次，
故答案為：沿玻璃棒注入蒸餾水至浸沒晶體表面，靜置待水自然流下，重復操作2-3次；
（6）已知尿素與KMnO₄溶液不反應，發(fā)生的反應為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)量分數(shù)為$\frac{0.846g}{1.000g}$×100%=84.6%；若滴定后俯視讀數(shù)會導致溶液體積偏小，則導致測得過氧化尿素的質(zhì)量分數(shù)偏低，
故答案為：84.6%；偏低．

點評 本題考查物質(zhì)制備實驗方案設計，為高頻考點，涉及物質(zhì)分離和提純、基本操作、氧化還原反應計算、誤差分析等知識點，明確實驗原理及基本計算是解本題關鍵，同時考查學生獲取信息解答問題能力，易錯點是誤差分析．