Question

【題目】糧食倉儲常用磷化鋁(AlP)熏蒸殺蟲，AlP遇水即產生強還原性的PH3氣體。國家標準規定糧食中磷化物(以PH3計)的殘留量不超過0.05mg·kg－1時為合格。某小組同學用圖所示實驗裝置和原理測定某糧食樣品中磷化物的殘留量。C中加入100g原糧，E中加入20.00mL 2.50×10－4mol·L－1KMnO4溶液(H2SO4酸化)，C中加入足量水，充分反應后，用亞硫酸鈉標準溶液滴定E中的溶液。

（1）裝置A中的KMnO4溶液的作用是________。

（2）裝置B中盛裝焦性沒食子酸的堿性溶液吸收空氣中的O2。若去掉該裝置，則測得的磷化物的殘留量________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。

（3）裝置E中PH3被氧化成磷酸，MnO4-被還原為Mn2＋，寫出該反應的離子方程式：________。

（4）收集裝置E中的吸收液，加水稀釋至250mL，量取其中的25.00mL于錐形瓶中，用4.0×10－5 mol·L－1的Na2SO3標準溶液滴定，消耗Na2SO3標準溶液20.00 mL，反應原理是SO32-＋MnO4-＋H＋→SO42-＋Mn2＋＋H2O(未配平)。通過計算判斷該樣品是否合格(寫出計算過程)。_________

Answer 1

【答案】吸收空氣中的還原性氣體，防止其干擾pH3的測定 偏低 5PH3＋8MnO4-＋24H＋===5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O 25mL溶液中未反應的n(KMnO4)＝×4×10－5mol·L－1×0.020L＝3.2×10－7mol，250mL溶液中未反應的n(KMnO4)＝3.2×10－6mol，與PH3反應的n(KMnO4)＝0.02L×2.50×10－4 mol·L－1－3.2×10－6 mol＝1.8×10－6 mol，n(PH3)＝n(KMnO4)＝×1.8×10－6 mol＝1.125×10－6mol，100g原糧中m(PH3)＝1.125×10－6 mol×34g·mol－1＝3.825×10－5 g，1kg原糧中磷化氫質量＝3.825×10－4 g＝0.382 5 mg>0.05mg，所以不合格。

【解析】

(1) 根據PH3是氣體，滯留在裝置中會影響糧食中殘留磷化物含量的測定分析；

(2) 結合空氣中氧氣的氧化性和PH3的還原性分析；

(3) 利用題目已知信息，及KMnO4在酸性環境中常見的還原產物，利用電荷守恒、電子守恒及原子守恒書寫反應的離子方程式；

(4)根據氧化還原反應中電子守恒計算出PH3的質量，利用產品合格分析判斷即可。

（1）裝置A中的KMnO4溶液具有強氧化性，其作用是吸收空氣中的還原性氣體，防止其干擾pH3的測定；

（2）裝置B中盛裝焦性沒食子酸的堿性溶液吸收空氣中的O2。若去掉該裝置，空氣中的氧氣就會氧化PH3氣體，則測得的磷化物的殘留量偏低；

(3)在裝置E中PH3被酸性KMnO4溶液氧化成磷酸，KMnO4 被還原為MnSO4， 同時產生水，根據電荷守恒、電子守恒及原子守恒，可得該反應的離子方程式為5PH3＋8MnO4-＋24H＋=5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O；

（4）25mL溶液中未反應的n(KMnO4)＝×4×10－5mol·L－1×0.020L＝3.2×10－7mol，250mL溶液中未反應的n(KMnO4)＝3.2×10－6mol，與PH3反應的n(KMnO4)＝0.02L×2.50×10－4 mol·L－1－3.2×10－6 mol＝1.8×10－6 mol，n(PH3)＝n(KMnO4)＝×1.8×10－6 mol＝1.125×10－6mol，100g原糧中m(PH3)＝1.125×10－6 mol×34g·mol－1＝3.825×10－5 g，1kg原糧中磷化氫質量＝3.825×10－4 g＝0.382 5 mg>0.05mg，所以不合格。