Question

10．磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣是目前常見的熏蒸殺蟲劑，都能與水或酸反應(yīng)產(chǎn)生有毒氣體膦（PH₃），PH₃具有較強(qiáng)的還原性，能在空氣中自燃．衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，糧食中磷化物（以PH₃計(jì)）含量≤0.05mg/kg．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)通過下列方法對糧食中殘留磷化物含量進(jìn)行研究：
【操作流程】安裝吸收裝置→PH₃的產(chǎn)生與吸收→轉(zhuǎn)移KMnO₄吸收溶液→亞硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定
【實(shí)驗(yàn)裝置】

C中盛有200g原糧；D、E、F 各盛裝1.00mL濃度為1.00×10^-3mol/L的KMnO₄溶液（H₂SO₄酸化）．
請回答下列有關(guān)問題：
（1）儀器G的名稱是分液漏斗，以磷化鋁為例，寫出磷化鋁與水反應(yīng)的化學(xué)方程式AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑．
（2）檢查C裝置氣密性的方法是：用止水夾夾緊C裝置左右兩端的橡皮管，
取下上口活塞，漏斗中加入水，打開下口旋塞，觀察到水開始下滴一段時(shí)間后，不再連續(xù)下滴，表明裝置氣密性良好．
（3）實(shí)驗(yàn)過程中，用抽氣泵反復(fù)抽氣的目的是保證生成的PH₃全部被酸性KMnO₄溶液吸收．
（4）A中盛裝KMnO₄溶液是為除去空氣中可能含有的還原（填“還原”或“氧化”）性氣體； B中盛裝新制FeSO₄溶液的作用是除去空氣中的O₂；
（5）已知D、E、F中發(fā)生同一反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)中PH₃被氧化成磷酸，寫出所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：5PH₃+8KMnO₄+12H₂SO₄=5H₃PO₄+8MnSO₄+4K₂SO₄+12H₂O；收集裝置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^-4mol/LNa₂SO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的KMnO₄溶液，消耗Na₂SO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液11.00mL，則該原糧中磷化物（以PH₃計(jì)）的含量為0.085mg/kg．

Answer 1

分析 磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣是我國目前最常見的熏蒸殺蟲劑，都能與水或酸反應(yīng)產(chǎn)生有毒氣體膦（PH₃），PH₃具有較強(qiáng)的還原性，可用KMnO₄和Na₂SO₃測定糧食中殘留磷化物含量；安裝蒸餾吸收裝置，A、D、E、F各裝1.00mL濃度為5.00×10^-4mol/L的酸性KMnO₄溶液，B中裝堿性焦性沒食子酸（1，2，3-三羥基苯），C中裝200g原糧，高錳酸鉀溶液是強(qiáng)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(yīng)，再和氧氣反應(yīng)可以吸收氧氣；若不吸收氧氣，PH₃會(huì)在氧氣中燃燒，然后用高錳酸鉀滴定測定PH₃，然后用Na₂SO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的KMnO₄溶液，可得磷化物含量，
（1）G是分液漏斗，磷化鋁能與水或酸反應(yīng)產(chǎn)生有毒氣體膦（PH₃），與水反應(yīng)結(jié)合水的結(jié)構(gòu)可知磷化鋁能與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和PH₃；
（2）依據(jù)裝置中的壓強(qiáng)變化分析判斷，用止水夾夾緊C裝置左右兩端的橡皮管，取下上口活塞，漏斗中加入水，觀察水流下情況分析；
（3）準(zhǔn)確測定膦（PH₃）的含量需要全部吸收；
（4）高錳酸鉀溶液是強(qiáng)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(yīng)，再和氧氣反應(yīng)可以吸收氧氣；若不吸收氧氣，PH₃會(huì)在氧氣中燃燒；
（5）依據(jù)消耗的亞硫酸鈉物質(zhì)的量結(jié)合定量關(guān)系計(jì)算剩余高錳酸鉀，計(jì)算吸收PH₃需要的高錳酸鉀物質(zhì)的量，進(jìn)一步計(jì)算PH₃物質(zhì)的量，得到PH₃含量．

解答 解：（1）儀器G的名稱是分液漏斗，依據(jù)題干信息，磷化鋁和水反應(yīng)，水解生成PH₃和氫氧化鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑，
 故答案為：分液漏斗；AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑；
（2）利用裝置特征，結(jié)合氣體壓強(qiáng)變化，用止水夾夾緊C裝置，用止水夾夾緊C裝置左右兩端的橡皮管，取下上口活塞，漏斗中加入水，打開下口旋塞，觀察到水開始下滴一段時(shí)間后，不再連續(xù)下滴，證明氣密性完好；
故答案為：左右兩端的橡皮管；水開始下滴一段時(shí)間后，不再連續(xù)下滴；
（3）準(zhǔn)確測定PH₃的含量，需要用高錳酸鉀溶液全部吸收，避免產(chǎn)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全部被酸性KMnO₄溶液吸收；
（4）依據(jù)裝置圖中裝置中的試劑選擇分析判斷，高錳酸鉀溶液是強(qiáng)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(yīng)，再和氧氣反應(yīng)可以吸收氧氣；若不吸收氧氣，PH₃會(huì)在氧氣中燃燒，用滴定方法測定的PH₃減小，結(jié)果偏低；
故答案為：還原；除去空氣中的O₂； 
（5）加水稀釋至25mL，用濃度為5×10^-4mol/L Na₂SO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的KMnO₄溶液，消耗Na₂SO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液11.00mL；依據(jù)滴定反應(yīng)：2KMnO₄+5Na₂SO₃+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+5Na₂SO₄+3H₂O；2KMnO₄～5Na₂SO₃；未反應(yīng)的高錳酸鉀物質(zhì)的量=0.0110L×5×10^-4mol/L×$\frac{2}{5}$=2.2×10^-6mol；與PH₃反應(yīng)的高錳酸鉀物質(zhì)的量=1.00×10^-3mol/L×0.0030L-2.2×10^-6mol=8.0×10^-7mol；根據(jù)反應(yīng) 5PH₃+8KMnO₄+12H₂SO₄=5H₃PO₄+8MnSO₄+4K₂SO₄+12H₂O；得到定量關(guān)系為：5PH₃～8KMnO₄；計(jì)算得到PH₃物質(zhì)的量=8.0×10^-7mol×$\frac{5}{8}$=5.0×10^-7mol；則PH₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{5.0×1{0}^{-7}mol×34g/mol}{0.2kg}$=0.085g/kg；
故答案為：5PH₃+8KMnO₄+12H₂SO₄=5H₃PO₄+8MnSO₄+4K₂SO₄+12H₂O；0.085．

點(diǎn)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(shí)氧化還原反應(yīng)滴定及相關(guān)計(jì)算，綜合考查了水解方程式的書寫、非常規(guī)裝置氣密性的檢驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)原理的理解和定量測定的有關(guān)計(jì)算和誤差分析等，題目難度中等．