Question

我國中醫藥已有數千年歷史，其獨特的療效使得經深加工的中藥產品正逐步進入國際市場，但國外在進口中藥時對中藥的重金屬元素和有毒元素的含量等各項指標檢查是非常嚴格的，因此把好出口中藥的質量關是非常重要的。以下是分析實驗室對中草藥中可能的殘余有毒元素As的檢驗方法和步驟(As在中草藥中主要以As₂O₃的形式存在)：

①取1 000 g中草藥樣品進行前期處理制得待測溶液，此時樣品中可能含有的As元素將轉化為H₃AsO₃；

②將待測溶液轉移入250 mL錐形瓶中，并加入2—3滴0.2%的X溶液；

③用標準碘溶液滴定待測溶液至終點，消耗21.40 mL標準I₂溶液，發生的反應是H₃AsO₃+I₂+H₂O——H₃AsO₄+I^-+H⁺(未配平)

請回答下列問題：

(1)As位于元素周期表中第_________周期第_________族；簡述對少量的中草藥樣品進行前期處理制得待測溶液的方法是_____________________________________。

(2)0.2% X溶液名稱是_____________，滴定到終點時錐形瓶中產生的現象是_____________________________________。

(3)題中所用標準碘溶液并非將碘單質直接溶解于蒸餾水中制得，而是由0.100 0 g純KIO₃、過量的KI以及酸混合，并將其準確稀釋到1 000 mL而制得，請用離子方程式說明標準碘溶液的形成：____________________________________。

(4)我國《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》中限定：綠色中藥的砷含量不超過 2.000 mg/kg，試通過計算說明該中草藥樣品是否合格。

Answer 1

(1)四  ⅤA  取少量樣品于坩堝內灼燒成灰，將灰轉移至燒杯中并加入蒸餾水煮沸，趁熱過濾，取濾液恢復至室溫后得待測溶液 

(2)淀粉溶液  溶液由無色變為藍色，保持半分鐘不褪色 

(3)+5I^-+6H⁺3I₂+3H₂O 

(4)n()=(0.100 0 g/214 g·mol^-1)÷1 000 mL×21.40 mL=1.000×10^-5 mol

3As—3H₃AsO₃—3I₂—

 3                                 1

n(As)               1.00×10^-5 mol

n(As)=3×1.000×10^-5 mol=3.000×10^-5 mol

1 000 g中草藥樣品中含As

m(As)=3.000×10^-5 mol×75 g·mol^-1=2.250×10^-3 g=2.250 mg(其他有過程且合理的方法均可)

2.250 mg/kg大于2.000 mg/kg，該中草藥樣品不合格。

解析：這是中和滴定原理的遷移應用——氧化還原反應滴定。砷元素在元素周期表中的位置不難解答。中草藥主要含有機物，因而要使砷轉變為H₃AsO₃，則需要灼燒、煮沸溶解、過濾等步驟才可。根據滴定原理可知需要加淀粉溶液作指示劑，涉及計算問題根據方程式解答即可。