Question

5．磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣是我國(guó)目前最常見(jiàn)的熏蒸殺蟲(chóng)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．我國(guó)糧食衛(wèi)生標(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(guò)下列方法對(duì)糧食中殘留磷化物含量進(jìn)行研究：
【實(shí)驗(yàn)課題】
【實(shí)驗(yàn)原理】
5PH₃+8KMnO₄+12H₂SO₄═5H₃PO₄+8MnSO₄+4K₂SO₄+12H₂O
2KMnO₄+5Na₂SO₃+3H₂SO₄═2MnSO₄+K₂SO₄+5Na₂SO₄+3H₂O
【操作流程】
安裝蒸餾吸收裝置→PH₃的產(chǎn)生與吸收→轉(zhuǎn)移褪色→亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定
【實(shí)驗(yàn)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(méi)食子酸（1，2，3-三羥基苯），C中裝200g原糧．
（1）實(shí)驗(yàn)課題的名稱(chēng)是糧食中殘留磷化物的定量測(cè)定．
（2）以磷化鋁為例，寫(xiě)出磷化物與水反應(yīng)的化學(xué)方程式AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑．
（3）檢查上述裝置氣密性的方法是打開(kāi)抽氣泵抽氣，觀(guān)察各裝置中是否有氣泡產(chǎn)生．
（4）A中盛裝KMnO₄溶液是為除去空氣中可能含有的（填“氧化性”、“還原性”）還原性氣體； B中盛裝堿性焦性沒(méi)食子酸溶液的作用是除去空氣中的O₂；如去除B裝置，則實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的PH₃含量將偏低（填偏大、偏小或不變）．
（5）將D、E、F三裝置中的吸收液、洗滌液一并置于錐形瓶中，加水稀釋至25mL，用濃度為2.5×10^-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2.12×10^-4mg/kg．

Answer 1

分析 （1）PH₃具有較強(qiáng)的還原性，可用KMnO₄和Na₂SO₃測(cè)定；
（2）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；
（3）依據(jù)連續(xù)裝置中的壓強(qiáng)變化分析判斷；
（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(méi)食子酸溶液，焦性沒(méi)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）磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣是我國(guó)目前最常見(jiàn)的熏蒸殺蟲(chóng)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(cè)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(méi)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(méi)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(cè)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，故答案為：糧食中殘留磷化物的定量測(cè)定；
（2）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：AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑；
（3）利用連續(xù)裝置特征，結(jié)合氣體壓強(qiáng)變化，可以利用抽氣泵抽氣觀(guān)察各裝置中氣體的產(chǎn)生，若有氣泡冒出，證明氣密性完好；
故答案為：打開(kāi)抽氣泵抽氣，觀(guān)察各裝置中是否有氣泡產(chǎn)生；
（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(méi)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(cè)定的PH₃減小，結(jié)果偏低；
故答案為：還原性氣體；除去空氣中的O₂；偏低；
（5）加水稀釋至25mL，用濃度為2.5×10^-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×2.5×10^-4mol/L×$\frac{2}{5}$=1.1×10^-6mol；與PH₃反應(yīng)的高錳酸鉀物質(zhì)的量=1.00×10^-3mol/L×0.0030L-1.1×10^-6mol=2.0×10^-6mol；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=2.0×10^-6mol×$\frac{5}{8}$=1.25×10^-6mol，則PH₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1.25×10-6mol×34g/mo}{0.2kg}$=2.12×10^-4g/kg，
故答案為：2.12×10^-4．

點(diǎn)評(píng) 本題以糧食中殘留磷化氫的定量測(cè)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(shū)寫(xiě)、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(cè)定的有關(guān)計(jì)算和誤差分析等．