Question

【題目】磷化鋁(AlP)是一種常用于糧食倉儲的廣譜性熏蒸殺蟲劑，遇水立即產生高毒性氣體PH3(沸點－89.7℃，還原性強)。國家衛計委規定糧食中磷化物(以PH3計)的殘留量不超過0.05mg/kg時為質量合格，反之不合格。某化學興趣小組的同學用下述方法測定某糧食樣品中殘留磷化物的質量以判斷是否合格。

在C中加入100g原糧，E中加入20.00mL2.50×10－4mol/ L KMnO4溶液(H2SO4酸化)，往C中加入足量水，充分反應后，用亞硫酸鈉標準溶液滴定E中過量的KMnO4溶液。回答下列問題：

(1)PH3的電子式為___________。儀器D的名稱是___________。

(2)通入空氣的作用是___________。

(3)裝置B中盛裝焦性沒食子酸的堿性溶液，其作用是吸收空氣中的O2。若去掉該裝置，對實驗的影響為___________。

(4)裝置E中PH3被氧化成磷酸，則裝置E中發生反應的離子方程式為__________。收集裝置E中的吸收液，加水稀釋至250mL，取25.00mL于錐形瓶中，用4.0×10－5mol/L的Na2SO3標準溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗Na2SO3標準溶液20.00mL，Na2SO3與KMnO4溶液反應的離子方程式為：SO32－+MnO4－+H+→SO42－+Mn2++H2O(未配平)，則該原糧樣品中磷化物(以PH3計)的質量為__________mg。該原糧樣品__________(填“合格”或“不合格”)

Answer 1

【答案】 分液漏斗 排出裝置中空氣；保證生成的PH3全部被裝置E中的酸性KMnO4溶液吸收 造成測定結果偏低(磷化物質量偏低) 5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O 0.038 不合格

【解析】

(1)根據P、H原子結構，分析書寫出PH3的電子式；結合示意圖辨析儀器；(2)根據PH3是氣體，滯留在裝置中會影響糧食中殘留磷化物含量的測定分析；(3)結合空氣中氧氣的氧化性和PH3的還原性分析；(4)利用題目已知信息，及KMnO4在酸性環境中常見的還原產物，利用電荷守恒、電子守恒及原子守恒書寫反應的離子方程式；并根據氧化還原反應中電子守恒計算出PH3的質量，利用產品合格分析判斷即可。

(1)由于P、H兩元素通過共價鍵結合形成化合物，H原子核外只有一個電子，只能形成一對共用電子對；P原子最外層有5個電子，可結合3個H原子形成三對共用電子對，達到8電子的穩定結構，PH3的電子式是；由示意圖可知儀器D是分液漏斗；

(2) AlP與水發生反應產生Al(OH)3和PH3，PH3是氣體，會有一部分滯留在三頸燒瓶上部空間內，若通入空氣，就可以將三頸燒瓶中空氣內的PH3全部趕到E內，被裝置E中的酸性KMnO4溶液吸收，以減小實驗誤差；

(3)在裝置B中盛裝焦性沒食子酸的堿性溶液，可以吸收空氣中的O2。若去掉該裝置，空氣中的氧氣就會氧化PH3氣體，使實驗結果偏低；

(4)在裝置E中PH3被酸性KMnO4溶液氧化成磷酸，KMnO4被還原為MnSO4，同時產生水，根據電荷守恒、電子守恒及原子守恒，可得該反應的離子方程式為5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O；根據題意可知KMnO4得到電子的物質的量與PH3、Na2SO3失去的電子的物質的量相等，2n(Na2SO3)+8n(PH3)=5n(KMnO4)，帶入數值：2×10×4.0×10－5mol/L×0.02L+8 n(PH3)=5×2.50×10－4mol/ L×0.02L，解得n(PH3)=1.125×10-6mol，m(PH3)=1.125×10-6mol×34g/mol=3.825×10-5g=0.038mg；則1000g該糧食中含有PH3的質量是0.38g大于國家衛計委規定糧食中磷化物(以PH3計)的殘留量不超過0.05mg/kg的規定，所以該原糧樣品不合格。