Question

（16分）尿素可作為H2O2的穩(wěn)定載體，生產一種固態(tài)、耐儲存、易運輸的新型氧化劑和消毒劑—過氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]，其合成工藝流程如下：

 

請回答下列問題：

（1）操作I、II的名稱分別是______、_______。CO(NH2)2·H2O2分子中尿素和過氧化氫之間以________結合，其結合力較弱，具有尿素和過氧化氫雙重性質。

（2）工業(yè)上生產尿素所需的原料氣可由天然氣與水反應制備，已知：

①甲烷、氫氣的燃燒熱分別為890．3KJ/mol、285．8kJ/mol

②

寫出CH4與水蒸氣作用生產CO2和H2的熱化學方程式：_______________。

（3）合成過氧化氫尿素加入的穩(wěn)定劑可以是水楊酸、酒石酸等。酒石酸分子式為C4H6O6，其核磁共振氫譜只有3種鋒，只含羧基和羥基兩種官能團，則酒石酸的結構簡式為_____。

（4）為測定產品中H2O2的含量，稱取干燥樣品12．0g配成250mL溶液，取25．00mL

于錐形瓶中，加入適量硫酸酸化，用0．20mol/LKMnO4標準溶液滴定，三次滴定平均消耗KMnO4溶液20．00mL．（KMO4溶液與尿素不反應）．

①完成并配平方程式：MnO4-+ H2O2+ _________=Mn2++ O2↑+ ___；

②計算出產品中H2O2的質量分數為_______。

（5）電解尿素的廢水既可以處理廢水，又可制得純氫，電解原理如圖所示。電解池中隔膜僅阻止氣體通過，B兩極均為惰性電極。B極連接電源的____極（填

“正”或“負”），陽極電極反應方程為_____________。

 

 

Answer 1

（16分）

（1）低溫蒸發(fā)、過濾（2分） 氫鍵（1分）

（2）CH4(g)＋2H2O(g)==CO2(g)＋4H2(g) ?H＝+164．9 kJ/mol（3分）

（3）（2分）

（4）①2MnO ＋5H2O2＋6H＋==2Mn2+＋5O2↑＋8H2O（2分） ②28．3 %（2分）

（5）負（2分） CO(NH2)2－6e－＋8OH－ == N2↑＋CO ＋6H2O（2分）

【解析】

試題分析：（1）因為過氧化尿素具有尿素和過氧化氫雙重性質，受熱易分解，所以應使溶液在較低溫度下蒸發(fā)，因此操作I、II的名稱分別是低溫蒸發(fā)、過濾；CO(NH2)2·H2O2分子中尿素和過氧化氫都已經達到穩(wěn)定結構，二者之間的結合力較弱，應該為氫鍵。

（2）首先寫出CH4與H2O反應的化學方程式并注明狀態(tài)，然后根據蓋斯定律求焓變，?H=—890．3kJ?mol?1+4×285．8kJ?mol?1—2×44kJ?mol?1 =+164．9 kJ?mol?1，可得熱化學方程式。

（3）酒石酸只含羧基和羥基兩種官能團，根據不飽和度，應含有2個羧基和2個羥基，核磁共振氫譜只有3種鋒，說明H原子位置只有3種，為對稱結構，所以結構簡式為

（4）①根據氧化還原反應中，化合價升高的價數和降低相等，MnO4?中Mn元素降低5價，H2O2中O元素升高1價，所以MnO4?和Mn2+的系數為2，H2O2和O2的系數為5，然后利用觀察法配平化學方程式。

②根據反應時KMnO4與H2O2的物質的量之比為2:5，可得產品中H2O2的質量分數=0．2mol/L×0．02L×5/2×10×34g/mol÷12g×100% =28．3%

（5）根據圖示，B極發(fā)生H+得電子生成H2，所以B為陰極，連接電源的負極；陽極CO(NH2)2失去電子轉化為N2，因為電解液含KOH，所以電極方程式為：CO(NH2)2－6e－＋8OH－ == N2↑＋CO＋6H2O

考點：本題考查基本操作、熱化學方程式和電極方程式的書寫、結構的判斷、化學方程式的配平和計算。