Question

（16分）尿素可作为H 2 O 2 的稳定载体，生产一种固态、耐储存、易运输的新型氧化剂和消毒剂—过氧化尿素

（16分）尿素可作为H 2 O 2 的稳定载体，生产一种固态、耐储存、易运输的新型氧化剂和消毒剂—过氧化尿素[CO(NH 2 ) 2 ·H 2 O 2 ]，其合成工艺流程如下： 请回答下列问题：（1）操作I、II的名称分别是______、_______。CO(NH 2 ) 2 ·H 2 O 2 分子中尿素和过氧化氢之间以________结合，其结合力较弱，具有尿素和过氧化氢双重性质。（2）工业上生产尿素所需的原料气可由天然气与水反应制备，已知： ①甲烷、氢气的燃烧热分别为890．3KJ/mol、285．8kJ/mol ② 写出CH 4 与水蒸气作用生产CO 2 和H 2 的热化学方程式：_______________。（3）合成过氧化氢尿素加入的稳定剂可以是水杨酸、酒石酸等。酒石酸分子式为C 4 H 6 O 6 ， 其核磁共振氢谱只有3种锋，只含羧基和羟基两种官能团，则酒石酸的结构简式为_____。（4）为测定产品中H 2 O 2 的含量，称取干燥样品12．0g配成250mL溶液，取25．00mL于锥形瓶中，加入适量硫酸酸化，用0．20mol/LKMnO 4 标准溶液滴定，三次滴定平均消耗KMnO 4 溶液20．00mL．（KMO 4 溶液与尿素不反应）． ①完成并配平方程式： MnO 4 - + H 2 O 2 + _________=Mn 2+ + O 2 ↑+ ___；②计算出产品中H 2 O 2 的质量分数为_______。（5）电解尿素的废水既可以处理废水，又可制得纯氢，电解原理如图所示。电解池中隔膜仅阻止气体通过，B两极均为惰性电极。B极连接电源的____极（填“正”或“负”），阳极电极反应方程为_____________。

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Answer 1

（16分） （1）低温蒸发、过滤（2分）   氢键（1分） （2）CH 4 (g)＋2H 2 O(g)==CO 2 (g)＋4H 2 (g) DH＝+164．9 kJ/mol（3分） （3） （2分） （4）①2MnO  ＋5H 2 O 2 ＋6H ＋ ==2Mn 2+ ＋5O 2 ↑＋8H 2 O（2分）    ②28．3 %（2分） （5）负（2分）    CO(NH 2 ) 2 －6e － ＋8OH － == N 2 ↑＋CO  ＋6H 2 O（2分）

试题分析：（1）因为过氧化尿素具有尿素和过氧化氢双重性质，受热易分解，所以应使溶液在较低温度下蒸发，因此操作I、II的名称分别是低温蒸发、过滤；CO(NH 2 ) 2 ·H 2 O 2 分子中尿素和过氧化氢都已经达到稳定结构，二者之间的结合力较弱，应该为氢键。 （2）首先写出CH 4 与H 2 O反应的化学方程式并注明状态，然后根据盖斯定律求焓变，?H=—890．3kJ?mol? 1 +4×285．8kJ?mol? 1 —2×44kJ?mol? 1 =+164．9 kJ?mol? 1 ，可得热化学方程式。 （3）酒石酸只含羧基和羟基两种官能团，根据不饱和度，应含有2个羧基和2个羟基，核磁共振氢谱只有3种锋，说明H原子位置只有3种，为对称结构，所以结构简式为 （4）①根据氧化还原反应中，化合价升高的价数和降低相等，MnO 4 ?中Mn元素降低5价，H 2 O 2 中O元素升高1价，所以MnO 4 ?和Mn 2+ 的系数为2，H 2 O 2 和O 2 的系数为5，然后利用观察法配平化学方程式。 ②根据反应时KMnO 4 与H 2 O 2 的物质的量之比为2:5，可得产品中H 2 O 2 的质量分数=0．2mol/L×0．02L×5/2×10×34g/mol÷12g×100% =28．3% （5）根据图示，B极发生H + 得电子生成H 2 ，所以B为阴极，连接电源的负极；阳极CO(NH 2 ) 2 失去电子转化为N 2 ，因为电解液含KOH，所以电极方程式为：CO(NH 2 ) 2 －6e － ＋8OH － == N 2 ↑＋CO ＋6H 2 O