Question

过氧化尿素(CO(NH₂)₂·H₂O₂)是过氧化氢水溶液与尿素的加和物，兼有尿素和过氧化氢的性质，是一种新型漂白、消毒剂，广泛应用于农业、医药、日用化工等领域。某化学小组同学用低浓度的双氧水和饱和尿素[CO(NH₂)₂]溶液在30℃条件下用右图装置合成过氧化尿素。请回答下列问题：

(1)仪器X的名称是______________；

(2)制备过氧化尿素的化学方程式为_______________________，反应时采取的受热方式为_____________；

(3)搅拌器不能选择铁质材料的原因是______________________

(4)过氧化尿素中活性氧含量的高低直接决定产品的质量，合格产品中活性氧的含量≥16%(相当于其中含H₂O₂34%)。为了确定所得产品合格与否，质检员称取干燥样品8．000g，溶解于水，在250mL容量瓶中定容，准确量取其中25．00mL溶液于锥形瓶中，加入1mL6mol·L^-1H₂SO₄，然后用0．2000mol·L^-1KMnO₄标准溶液滴定样品中的H₂O₂(KMnO₄溶液与尿素不反应)。三次滴定平均消耗KMnO₄溶液20．000mL：

①请完善滴定时反应的离子方程式：__MnO+___H₂O₂+______==_______________

②若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，会使测得的活性氧含量_______(填“偏高”、“偏低”或“不变”)；

③根据滴定结果确定产品质量_______(填“合格”或“不合格”)，活性氧的质量分数为_________。

Answer

球形冷凝管 CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2 水浴加热 H2O2水溶液呈弱酸性，故H2O2可与铁单质反应，进而氧化生成可催化H2O2分解的Fe3+ 2 5 6H+ 2Mn2++8H2O+5O2 偏高 合格 20%

【解析】

本题从物质的制备入手，通过过氧化氢水溶液与尿素反应，可得到)CO(NH2)2·H2O2，在结合仪器的辨别，反应的方程式等知识点进行考查，重点是利用氧化还原反应的原理来测定过氧化尿素中活性氧含量。

(1)根据上图，可知仪器X是球形冷凝管，故答案为：球形冷凝管；

(2)CO(NH2)2·H2O2是过氧化氢水溶液与尿素的加和物，由双氧水和饱和尿素CO(NH2)2反应制备，化学方程式为：CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2，反应温度为30℃，可采取水浴加热的方式，故答案为：CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2；水浴加热；

(3)过氧化氢水溶液呈酸性，会与铁单质反应，生成的金属离子能加快过氧化氢的分解，所以搅拌器不能选择铁质材料，故答案为：H2O2水溶液呈弱酸性，故H2O2可与铁单质反应，进而氧化生成可催化H2O2分解的Fe3+；

(4)①反应中MnO4-是氧化剂，H2O2是还原剂，氧化产物是O2；依据元素化合价变化，锰元素化合价从+7价变化为+2价，过氧化氢中的氧元素化合价从-1价变化为0价，根据电子守恒配平写出离子方程式为：2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2，故答案为：2；5；6H+；2Mn2++8H2O+5O2；

②若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，依据反应的电离关系可知，5×c(标准)×V(标准)=c(待测)×V(待测)×2，测得标准液体积偏大，结果偏高，故答案为：偏高；

③称取干燥样品8.000g，溶解，在250mL容量瓶中定容．准确量取25.00mL于锥形瓶中，加入1mL 6mol/L的硫酸，然后用0.2000mol/L KMnO4 标准溶液滴定，至滴入最后一滴时，溶液显浅红色且半分钟内不褪色，三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.00mL；依据反应2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2；
     2MnO4-～～～～～5H2O2；
      2                   5
0.0200L×0.2000mol/L   0.01mol
250mL容量瓶中含过氧化氢0.1mol，过氧化氢质量=0.1mol×34g/mol=3.4g，过氧化氢质量分数=3.4g/8g×100%=42.5%，过氧化氢质量分数大于34%；活性氧16%，相当于H2O234%，则活性氧质量分数=16%×42.5%/34%=20%，该产品为合格产品，故答案为：合格；20%；