Question

磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣是我國目前最常見的熏蒸殺蟲劑的主要成分，它們都能與水或酸反應產生有毒氣體PH₃，PH₃具有較強的還原性，能在空氣中自燃．我國糧食衛生標準規定，糧食中磷化物（以PH₃計）含量≤0.05mg?kg^-1．現用如下裝置測定糧食中殘留磷化物含量．

（已知：5PH₃+8KMnO₄+12H₂SO₄=5H₃PO₄+8MnSO₄+4K₂SO₄+12H₂O）C中盛有200g原糧；D、E、F各盛裝1.00mL濃度為1.00×10^-3 mol?L^-1的KMnO₄的溶液（H₂SO₄酸化）．
（1）檢查上述裝置氣密性的方法是

打開抽氣泵抽氣，觀察各裝置中是否有氣泡產生

．
（2）實驗過程中，用抽氣泵抽氣的目的是

保證生成的PH₃進入D、E、F，被酸性KMnO₄溶液全部吸收

．
（3）A中盛裝KMnO₄溶液是為除去空氣中可能含有的

還原性氣體

；B中盛裝堿性焦性沒食子酸溶液的作用是

除去空氣中的O₂

；如去除B裝置，則實驗中測得的PH₃含量將

偏低

．
（4）收集D、E、F所得吸收液，并洗滌D、E、F，將吸收液、洗滌液一并置于錐形瓶中，加水稀釋至25mL，用濃度為5×10^-4 mol?L^-1 Na₂SO₃標準溶液滴定剩余的KMnO₄溶液，消耗Na₂SO₃標準溶液11.00mL，則該原糧中磷化物（以PH₃計）的含量為

0.085g/kg

mg/kg．（已知：5Na₂SO₃+2KMnO₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+5Na₂SO₄+2MnSO₄+3H₂O）

Answer 1

分析：（1）依據連續裝置中的壓強變化分析判斷；
（2）準確測定膦（PH₃）的含量需要全部吸收；
（3）高錳酸鉀溶液是強氧化劑可以吸收還原性氣體；堿性焦性沒食子酸溶液，焦性沒食子酸先和堿反應，再和氧氣反應可以吸收氧氣；若不吸收氧氣，PH₃會在氧氣中燃燒；
（4）依據消耗的亞硫酸鈉物質的量結合定量關系計算剩余高錳酸鉀，計算吸收PH₃需要的高錳酸鉀物質的量，進一步計算PH₃物質的量，得到PH₃含量．

解答：解：（1）利用連續裝置特征，結合氣體壓強變化，可以利用抽氣泵抽氣觀察各裝置中氣體的產生，若有氣泡冒出，證明氣密性完好，
故答案為：打開抽氣泵抽氣，觀察各裝置中是否有氣泡產生；
（2）準確測定PH₃的含量，需要用高錳酸鉀溶液全部吸收，避免產生較大誤差，所以抽氣泵是保證PH₃全部被吸收的措施，
故答案為：保證生成的PH₃進入D、E、F，生成的PH₃全部被酸性KMnO₄溶液吸收；
（3）依據裝置圖中裝置中的試劑選擇分析判斷，高錳酸鉀溶液是強氧化劑可以吸收空氣中的還原性氣體；焦性沒食子酸先和堿反應，再和氧氣反應可以吸收氧氣；若不吸收氧氣，PH₃會在氧氣中燃燒，用滴定方法測定的PH₃減小，結果偏低，
故答案為：還原性氣體；除去空氣中的O₂；偏低；
（4）加水稀釋至25mL，用濃度為5×10^-4mol/L Na₂SO₃標準溶液滴定剩余的KMnO₄溶液，消耗Na₂SO₃標準溶液11.00mL；依據滴定反應：2KMnO₄+5Na₂SO₃+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+5Na₂SO₄+3H₂O；2KMnO₄～5Na₂SO₃；未反應的高錳酸鉀物質的量=0.0110L×5×10^-4mol/L×

2

5

=2.2×10^-6mol；與PH₃反應的高錳酸鉀物質的量=1.00×10^-3mol/L×0.0030L-2.2×10^-6mol=8.0×10^-7mol；根據反應 5PH₃+8KMnO₄+12H₂SO₄=5H₃PO₄+8MnSO₄+4K₂SO₄+12H₂O；得到定量關系為：5PH₃～8KMnO₄；計算得到PH₃物質的量=8.0×10^-7mol×

5

8

=5.0×10^-7mol；則PH₃的質量分數=

5.0×10-7mol×34g/mol

0.2kg

=0.085g/kg，故答案為：0.085．

點評：本題以糧食中殘留磷化氫的定量測定為命題背景，考查元素化合物知識氧化還原反應滴定及相關計算，非常規裝置氣密性的檢驗方法、實驗原理的理解和定量測定的有關計算和誤差分析等．