Question

【題目】過(guò)氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一種漂白、消毒、增氧劑，常溫下為白色晶體，易于貯運(yùn)，一般條件下不易分解，可用30%的雙氧水和飽和尿素溶液在一定條件下來(lái)合成。

實(shí)驗(yàn)原理：CO(NH2)2＋H2O2CO(NH2)2·H2O2

實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)室模擬制取裝置如圖1所示(部分儀器未畫(huà)出)。

實(shí)驗(yàn)步驟：

步驟一：在250mL的儀器a中加入100mL30%的過(guò)氧化氫溶液，再加1 g NaH2PO4作穩(wěn)定劑，開(kāi)啟攪拌器，通過(guò)儀器a右端瓶口緩慢加入50 g尿素，全部溶解后，控制溫度在30℃左右，攪拌反應(yīng)30分鐘。

步驟二：將儀器a中的溶液用普通漏斗過(guò)濾，將濾液冷卻到0℃，析出大量晶體，抽濾，烘干即得產(chǎn)品。

回答下列問(wèn)題：

(1)儀器a 的名稱(chēng)是____________，制取過(guò)程中需控制n(H2O2):n[CO(NH2)2] =1.2 :1左右，并控制合成溫度在30℃左右，其主要原因是__________________________________，控制反應(yīng)溫度的加熱方法是________________。

(2)實(shí)驗(yàn)室一般用玻璃而非鐵質(zhì)攪拌器的原因是____________________________________。而實(shí)際生產(chǎn)中攪拌器選用的是鐵質(zhì)材料，但需將攪拌裝置放在__________________(填試劑名稱(chēng))中浸泡一段時(shí)間，使其表面鈍化。

(3)①步驟二中“抽濾”按圖2安裝好裝置，在布氏漏斗中放入濾紙，接下來(lái)的操作順序是____________________→確認(rèn)抽干(填標(biāo)號(hào))

a. 轉(zhuǎn)移固液混合物 b. 開(kāi)大水龍頭 c. 微開(kāi)水龍頭 d. 加入少量蒸餾水潤(rùn)濕濾紙

②與用普通漏斗過(guò)濾相比，抽濾的主要優(yōu)點(diǎn)是______________________________。

(4)過(guò)氧化尿素鑒定反應(yīng)：在重鉻酸鉀酸性溶液中加入乙醚和少許過(guò)氧化尿素，振蕩。上層乙醚呈藍(lán)色，這是由于在酸性溶液中過(guò)氧化尿素中的過(guò)氧化氫與重鉻酸鉀反應(yīng)生成較穩(wěn)定的藍(lán)色過(guò)氧化鉻(CrO5：)，重鉻酸鉀與H2O2反應(yīng)的離子方程式為_______________。

(5)過(guò)氧化尿素的合格產(chǎn)品中H2O2 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于34%。為了確定某次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品合格與否，稱(chēng)取了該次樣品12.0000g，溶于水配制成250mL溶液。移取25.00mL溶液于錐形瓶中，加入1mL 6mol／L的硫酸，然后用0.2000 mol／L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.00mL(KMnO4溶液與尿素不反應(yīng))。終點(diǎn)顏色變化為_____________。根據(jù)滴定結(jié)果通過(guò)計(jì)算判斷該次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量為___________(填“合格”或“不合格”)。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶 H2O2在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)有部分分解，增大H2O2的量可提高產(chǎn)品的純度 水浴加熱 H2O2的水溶液與鐵反應(yīng)生成Fe3＋，可催化加快H2O2分解 濃硫酸(或濃硝酸) d→c→a→b 過(guò)濾速度更快 4H2O2＋Cr2O＋2H＋===2CrO5＋5H2O 無(wú)色變淺紅色 不合格

【解析】

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a的名稱(chēng)是三頸燒瓶；雙氧水和過(guò)氧化尿素在溫度高時(shí)易分解；利用水浴加熱可以控制反應(yīng)溫度；

(2)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；鐵遇濃硫酸或濃硝酸鈍化；

(3)根據(jù)抽濾的操作步驟進(jìn)行選擇；

(4)根據(jù)題目中所給信息寫(xiě)出離子方程式；

(5)依據(jù)2MnO4＋5H2O2＋6H＋＝2Mn2＋＋8H2O＋5O2計(jì)算過(guò)氧化氫物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算出過(guò)氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

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a的名稱(chēng)是三頸燒瓶；制取過(guò)程中需控制n(H2O2):n[CO(NH2)2] =1.2：1左右，原因是H2O2在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)有部分分解，增大H2O2的量可提高產(chǎn)品的純度；利用水浴加熱可以控制反應(yīng)溫度；

(2)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；鐵遇濃硫酸或濃硝酸鈍化，故需將攪拌裝置放在濃硫酸或濃硝酸中浸泡一段時(shí)間；

(3)①根據(jù)抽濾的操作步驟可知，在布氏漏斗中放入濾紙后，加入少量蒸餾水潤(rùn)濕濾紙，微開(kāi)水龍頭，轉(zhuǎn)移固液混合物后，開(kāi)大水龍頭，確認(rèn)抽干，所以操作排序：d→c→a→b；

②與用普通漏斗過(guò)濾相比，抽濾的主要優(yōu)點(diǎn)是過(guò)濾速度更快；

(4)在酸性溶液中過(guò)氧化尿素中的過(guò)氧化氫與重鉻酸鉀反應(yīng)生成較穩(wěn)定的藍(lán)色過(guò)氧化鉻CrO5，離子方程式為：4H2O2＋Cr2O72-＋2H＋=2CrO5＋5H2O；

(5)稱(chēng)取干燥樣品12.000g，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0.2000mol/L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，高錳酸根離子被還原為無(wú)色的錳離子，當(dāng)高錳酸鉀溶液滴入最后一滴時(shí)，溶液無(wú)色變淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色，達(dá)到滴定終點(diǎn)；三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.00mL；依據(jù)反應(yīng)2MnO4＋5H2O2＋6H＋＝2Mn2＋＋8H2O＋5O2；

250mL容量瓶中含過(guò)氧化氫0.1mol；過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%＝28.3%<34%，故該次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量不合格。