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]，其合成工艺流程如图一所示：请回答下列问题：（1）操作I、II的名称分别是

Question

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]，其合成工艺流程如图一所示：

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，电解原理如图二所示．电解池中隔膜仅阻止气体通过，A、B两极均为惰性电极．B极连接电源的___极（填“正”或“负”），阳极电极反应方程为___．

Answer 1

（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（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；
故答案为：低温蒸发；过滤；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；
故答案为：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为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
故答案为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
②根据2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，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%；
故答案为：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↑+CO₃^2-+6H₂O；
故答案为：负；CO（NH₂）₂-6e^-+8OH^-=N₂↑+CO₃^2-+6H₂O．