Question

【題目】磷化鋁(A1P)是一種廣譜性熏蒸殺蟲劑，主要用于熏殺貨物的倉儲害蟲。某化學興趣小組的同學通過下列方法對糧食中殘留的磷化物含量進行了探究。

【査閱資料】

①磷化鋁(A1P)吸水后會立即產生高毒性的PH3氣體(溶點為-132℃，還原性強)。

②焦性沒食子酸的堿性溶液有很強的還原性，常溫下易與O2、Cl2等物質反應。

③國家衛生安全標準規定：當糧食中磷化物(以PH3計)的含量不超過0.05mg·kg-1時，糧食質量合格；反之，糧食質量不合格。

【實驗裝置】

已知：B中盛有足量的焦性沒食子酸的堿性溶液，C中盛有100g原糧，E中盛有20.00 mL1.11×10-3mol·L-1KMnO4溶液(H2SO4酸化)。請回答下列問題：

(1)實驗時儀器D冷卻水的進水方向是_____________(填“a”或“b”）。

(2)實驗過程中通入空氣的作用是___________。

(3)吸收裝置E中PH3被氧化成磷酸，則E中反應的離子方程式為________________。

(4)實驗后收集E中吸收液，加水稀釋至250mL，從中取25.00mL溶液于錐形瓶中，用5.0×10-4mol·L-1的Na2SO3標準溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗Na2SO3標準溶液11.00mL，請計算該原糧中磷化物（以PH3計）的含量為__________mg·kg-1，該原糧質量是否合格？__________(填“合格”或“不合格”）。

(5)實驗中若去掉B裝置，則導致實驗測定結果______________(填“偏高”、“偏低”或不變”）。

Answer 1

【答案】 a 將產生的PH3從C中排出，被酸性KMnO4溶液吸收，減少實驗誤差 5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O 0.0425 合格 偏低

【解析】安裝吸收裝置→PH3的產生與吸收→轉移KMnO4吸收溶液→亞硫酸鈉標準溶液滴定，已知C中盛有100g原糧，E中盛有20.00mL1.13×10-3molL-1KMnO4溶液(H2SO4酸化)，吸收生成的PH3，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，防止氧化裝置C中生成的PH3，A中盛裝KMnO4溶液的作用除去空氣中的還原性氣體；

(1)冷凝管中冷卻水的水流方向是低進高出，即儀器D中冷卻水的進水方向是a，出水方向是b；

(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，通入空氣的作用是保證PH3全部被吸收的措施；

(3)PH3被酸性高錳酸鉀氧化成磷酸，高錳酸鉀被還原為錳離子，結合電子守恒和電荷守恒、原子守恒配平書寫得到離子方程式為：5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O；

(4)收集E中吸收液，加水稀釋至250mL，取25.00mL于錐形瓶中用濃度為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=0.011L×5×10-4mol/L××=2.2×10-5mol；與PH3反應的高錳酸鉀物質的量=1.11×10-3mol/L×0.020L-2.2×10-5mol=2.0×10-7mol；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=2.0×10-7mol×=1.25×10-7mol；則PH3的質量分數==0.0425mg/kg，當糧食中磷化物(以PH3計)的含量不超過0.05mgkg-1時，糧食質量合格，所以該原糧質量合格；

(5)B裝置是除去空氣中的氧氣，若去掉B裝置空氣中氧氣會氧化PH3，則導致實驗測定結果偏低。