Question

过氧化尿素的化学式为CO(NH₂)₂•H₂O₂，是过氧化氢和尿素的加合物，外观为白色针状晶体，无毒无味，热分解温度为 45℃，易溶于水和乙醇，熔点 75-85℃，其水溶液兼有尿素和过氧化氢的性质，具有活性氧含量高、稳定性好等特点，被广泛用于医药、纺织领域。已知尿素与KMnO₄溶液、NaOH 溶液都不反应。

I.合成过氧化尿素的流程及反应器的示意图如下：

回答下列问题：

(1)图1中分离操作的名称为 _______，图 2 中反应器的名称是 _______；

(2)过氧化尿素是尿素分子与过氧化氢分子之间通过_________(填字母)结合形成的。

A.氢键    B.共价键    C.离子键      D.化学键

反应器中发生反应的化学方程式为____________。

(3)工业生产中，除向反应釜中投料反应物过氧化氢、工业尿素(含少量杂质铁、铜等离子)外，添加稳定剂可以提高产品的稳定性。不加稳定剂导致产品稳定率差的原因是 __。

(4)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 2.500g，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/LH₂SO₄，然后用0.1000mol/L KMnO₄标准溶液滴定样品中的H₂O₂，三次滴定平均消耗KMnO₄溶液 8.000mL。

①达到滴定终点的现象是____________。

②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___。

II.过氧化尿素的性质探究：

(5)过氧化尿素的催化分解实验：在试管中加入 0.1g 产品、少量水及二氧化锰，用火柴余烬检验生成气体，可观察到火柴复燃。实验中加入二氧化锰的量一定要少(固体控制在小米粒大小)的原因是：_________。

(6)测定过氧化尿素溶液的酸碱性：在试管中加入1mL 6mol/L NaOH溶液、1mL过氧化尿素溶液和 2mL无水乙醇，振荡试管。测得pH约为6，并观察到有白色的胶状沉淀生成，该沉淀为生成的NaHO₂在乙醇中析出。写出该反应的化学方程式：___

Answer

过滤 三颈烧瓶 A CO(NH2)2＋H2O2＝CO(NH2)2·H2O2 铁、铜离子等会催化过氧化氢分解 滴入最后一滴 KMnO4 标准溶液时，溶液恰好变为浅红色，且半分钟内不褪色 不合格 12.80% 以防由于分解速度过快使反应液喷溅到试管外 NaOH＋H2O2＝NaHO2＋H2O

【解析】

(4)该滴定实验的目的是测定过氧化尿素中活性氧的含量，尿素不与酸性高锰酸钾反应，所以利用高锰酸钾标准液滴定样品中H2O2的含量来确定活性氧的含量，滴定过程中高锰酸钾被H2O2还原，发生反应5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=8H2O+2MnSO4+K2SO4+5O2↑。

(1)分离后得到固体产品和母液，所以分离操作为过滤；反应器的名称为三颈烧瓶；

(2)过氧化尿素是尿素分子与过氧化氢分子之间通过氢键结合形成，共价键、离子键不是分子间作用力，氢键不属于化学键，所以选A；

反应器中的反应物有尿素和过氧化氢，产物为过氧化尿素，根据元素守恒可得化学方程式为CO(NH2)2＋H2O2＝CO(NH2)2·H2O2；

(3)工业尿素中含有铁、铜等杂质离子，不添加稳定剂，铁、铜离子等会催化过氧化氢分解，导致产品稳定率差；

(4)①达到滴定终点时H2O2完全反应，再滴入高锰酸钾不再反应，溶液会显浅红色，所以滴定终点的现象为：滴入最后一滴 KMnO4 标准溶液时，溶液恰好变为浅红色，且半分钟内不褪色；

②高锰酸钾溶液的浓度为0.1000mol/L，消耗的体积为8.000mL，根据发生的反应方程式可知25.00mL样品溶液中n(H2O2)=×0.1000mol/L×0.008L=0.002mol，则样品中n(H2O2)=0.002mol×=0.02mol，所以样品中活性氧的含量为=12.80%<16%，所以产品不合格；

(5)二氧化锰的量过大会使过氧化氢的分解速率过快，所以加入二氧化锰的一定要少的原因是：以防由于分解速度过快使反应液喷溅到试管外；

(6)根据题目信息可知尿素不与NaOH反应，所以生成的NaHO2应该是H2O2和NaOH反应的产物，根据元素守恒可得化学方程式为NaOH＋H2O2＝NaHO2＋H2O。