Question

(14分)尿素可作为H₂O₂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(NH₂)₂·H₂O₂]，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(NH₂)₂·H₂O₂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

②H₂O(l)=H₂O(g)    H =+44.0kJ/mol

写出CH₄与水蒸气作用生产CO₂和H₂的热化学方程式：                        。

（3）为测定产品中H₂O₂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/LKMnO₄标准溶液滴定，三次滴定平均消耗KMnO₄溶液20.00mL.（KMnO₄溶液与尿素不反应）.

①完成并配平方程式：

②计算出产品中H₂O₂的质量分数为_____________。

（4）电解含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，A、B两极均为惰性电极。请写出阳极的电极反应方程为_____________。

Answer

（1）低温蒸发浓缩，冷却结晶 ; 过滤 ; 氢键

（2）CH4(g)＋2H2O(g)==CO2(g)＋4H2(g) H＝+164.9 kJ/mol

（3）①2MnO4－＋5H2O2＋6H＋==2Mn2+＋5O2↑＋8H2O

②28.3 %

（4）CO(NH2)2－6e－＋8OH－ == N2↑＋CO32－＋6H2O

【解析】

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、冷却结晶，过滤；CO(NH2)2·H2O2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CH4与H2O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，可得热化学方程式为CH4(g)＋2H2O(g)==CO2(g)＋4H2(g) H＝+164.9 kJ/mol（3）①根据氧化还原反应中，化合价升高的价数和降低相等，MnO4‾中Mn元素降低5价，H2O2中O元素升高1价，所以MnO4‾和Mn2+的系数为2，H2O2和O2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KMnO4与H2O2的物质的量之比为2:5，可得产品中H2O2的质量分数=0．2mol/L×0．02L×5/2×10×34g/mol÷12g×100% =28．3%（4）根据图示，B极发生H+得电子生成H2，所以B为阴极，连接电源的负极；阳极CO(NH2)2失去电子转化为N2，因为电解液含KOH，所以电极方程式为：CO(NH2)2－6e－＋8OH－ == N2↑＋CO＋6H2O

考点：无机推断