Question

1．過(guò)氧化尿素是一種新型漂白、消毒劑，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、日用化工等領(lǐng)域．濕法工藝制取過(guò)氧化尿素是用低濃度的雙氧水和飽和尿素溶液在一定條件下合成過(guò)氧化尿素．反應(yīng)的方程式為：CO（NH₂）₂+H₂O₂$\frac{\underline{\;30℃\;}}{\;}$CO（NH₂）₂•H₂O₂△H＜0．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

濕法合成過(guò)氧化尿素的流程圖如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）反應(yīng)器的加熱方式是水浴加熱；反應(yīng)溫度需控制在適當(dāng)溫度下進(jìn)行，溫度不能過(guò)高的原因是溫度過(guò)高，產(chǎn)品易分解，致使活性氧含量降低，溫度也不能過(guò)低的原因溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，且反應(yīng)體系制冷需要消耗大量能量．
（2）若欲從母液中分離出H₂O₂和尿素，可采用的操作是減壓蒸餾、結(jié)晶．
（3）干法工藝制取過(guò)氧化尿素的方法是：采用高濃度雙氧水水溶液噴霧到無(wú)水尿素固體上進(jìn)行反應(yīng)，水和反應(yīng)熱通過(guò)流態(tài)床移去而得到干燥的過(guò)氧化尿素產(chǎn)品．
比較干法與濕法兩種工藝，你認(rèn)為干法工藝的優(yōu)點(diǎn)是：流程短，工藝簡(jiǎn)單 （答出一點(diǎn)即可），
干法工藝的缺點(diǎn)是：雙氧水濃度高經(jīng)濟(jì)效益低，設(shè)備復(fù)雜；技術(shù)條件苛刻；產(chǎn)品穩(wěn)定性差；產(chǎn)品污染不純等 （答出兩點(diǎn)即可），
濕法工藝的優(yōu)點(diǎn)是：低濃度雙氧水，經(jīng)濟(jì)效益高；設(shè)備簡(jiǎn)單易于達(dá)到；能耗低；產(chǎn)品穩(wěn)定性好；母液可循環(huán)使用等 （答出兩點(diǎn)即可）．
（4）準(zhǔn)確稱取0.6000g產(chǎn)品于250mL錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，再加1mL 6mol•L^-1 H₂SO₄，用0.1000mol•L^-1 KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗20.00mL（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78.3% （結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位）．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)控制溫度30℃，應(yīng)采取水浴加熱；溫度45℃，CO（NH₂）₂•H₂O₂發(fā)生分解，溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，且制冷需要消耗能量；
（2）減壓蒸餾分離得到H₂O₂，然后結(jié)晶得到尿素；
（3）對(duì)比分析可知，干法制備：流程短，工藝簡(jiǎn)單，但雙氧水濃度高經(jīng)濟(jì)效益低，設(shè)備復(fù)雜等，而濕法制備：低濃度雙氧水，經(jīng)濟(jì)效益高，設(shè)備簡(jiǎn)單易于達(dá)到，母液可循環(huán)使用等；
（4）尿素與KMnO₄溶液不反應(yīng)，滴定發(fā)生的反應(yīng)為：5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=8H₂O+2MnSO₄+K₂SO₄+5O₂↑，可得關(guān)系式5CO（NH₂）₂•H₂O₂～2KMnO₄，根據(jù)消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量計(jì)算CO（NH₂）₂•H₂O₂的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算產(chǎn)品中CO（NH₂）₂•H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）CO（NH₂）₂•H₂O₂的制備控制溫度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)該用水浴加熱；溫度過(guò)高，產(chǎn)品易分解，致使活性氧含量降低；溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，且反應(yīng)體系制冷需要消耗大量能量，
故答案為：水浴加熱；溫度過(guò)高，產(chǎn)品易分解，致使活性氧含量降低；溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，且反應(yīng)體系制冷需要消耗大量能量；
（2）母液可以循環(huán)使用提高原料利用率，母液中含有H₂O₂和尿素，減壓蒸餾分離得到H₂O₂，然后結(jié)晶得到尿素，
故答案為：減壓蒸餾、結(jié)晶；
（3）對(duì)比分析可知，干法制備優(yōu)點(diǎn)：雙氧水濃度高經(jīng)濟(jì)效益低，設(shè)備復(fù)雜；技術(shù)條件苛刻；產(chǎn)品穩(wěn)定性差；產(chǎn)品污染不純等；濕法制備優(yōu)點(diǎn)：低濃度雙氧水，經(jīng)濟(jì)效益高；設(shè)備簡(jiǎn)單易于達(dá)到；能耗低；產(chǎn)品穩(wěn)定性好；母液可循環(huán)使用等，
故答案為：流程短，工藝簡(jiǎn)單；雙氧水濃度高經(jīng)濟(jì)效益低，設(shè)備復(fù)雜；技術(shù)條件苛刻；產(chǎn)品穩(wěn)定性差；產(chǎn)品污染不純等；低濃度雙氧水，經(jīng)濟(jì)效益高；設(shè)備簡(jiǎn)單易于達(dá)到；能耗低；產(chǎn)品穩(wěn)定性好；母液可循環(huán)使用等；
（4）尿素與KMnO₄溶液不反應(yīng)，滴定發(fā)生的反應(yīng)為：5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=8H₂O+2MnSO₄+K₂SO₄+5O₂↑，可得關(guān)系式5CO（NH₂）₂•H₂O₂～2KMnO₄，n[CO（NH₂）₂•H₂O₂]=$\frac{5}{2}$n（KMnO₄）=$\frac{5}{2}$×0.1000mol•L^-1×0.02L=0.005mol，其質(zhì)量為0.005mol×94g/mol=0.47g，所以產(chǎn)品中CO（NH₂）₂•H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.47g}{0.6g}$×100%=78.3%，
故答案為：78.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，涉及實(shí)驗(yàn)基本操作、對(duì)工藝流程的分析評(píng)價(jià)、氧化還原滴定、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用與分析解決問(wèn)題能力的考查，注意利用關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算．