Question

【題目】磷化鋁(AlP)是一種常用于糧食倉儲的廣譜性熏蒸殺蟲劑，遇水立即產(chǎn)生高毒性氣體PH3(沸點(diǎn)－89.7℃，還原性強(qiáng))。國家衛(wèi)計委規(guī)定糧食中磷化物(以PH3計)的殘留量不超過0.05mg/kg時為質(zhì)量合格，反之不合格。某化學(xué)興趣小組的同學(xué)用下述方法測定某糧食樣品中殘留磷化物的質(zhì)量以判斷是否合格。

在C中加入100g原糧，E中加入20.00mL2.50×10－4mol/ L KMnO4溶液(H2SO4酸化)，往C中加入足量水，充分反應(yīng)后，用亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定E中過量的KMnO4溶液。回答下列問題：

(1)PH3的電子式為___________。儀器D的名稱是___________。

(2)通入空氣的作用是___________。

(3)裝置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。若去掉該裝置，對實(shí)驗(yàn)的影響為___________。

(4)裝置E中PH3被氧化成磷酸，則裝置E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________。收集裝置E中的吸收液，加水稀釋至250mL，取25.00mL于錐形瓶中，用4.0×10－5mol/L的Na2SO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗Na2SO3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，Na2SO3與KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為：SO32－+MnO4－+H+→SO42－+Mn2++H2O(未配平)，則該原糧樣品中磷化物(以PH3計)的質(zhì)量為__________mg。該原糧樣品__________(填“合格”或“不合格”)

Answer 1

【答案】 分液漏斗 排出裝置中空氣；保證生成的PH3全部被裝置E中的酸性KMnO4溶液吸收 造成測定結(jié)果偏低(磷化物質(zhì)量偏低) 5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O 0.038 不合格

【解析】

(1)根據(jù)P、H原子結(jié)構(gòu)，分析書寫出PH3的電子式；結(jié)合示意圖辨析儀器；(2)根據(jù)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；(3)結(jié)合空氣中氧氣的氧化性和PH3的還原性分析；(4)利用題目已知信息，及KMnO4在酸性環(huán)境中常見的還原產(chǎn)物，利用電荷守恒、電子守恒及原子守恒書寫反應(yīng)的離子方程式；并根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒計算出PH3的質(zhì)量，利用產(chǎn)品合格分析判斷即可。

(1)由于P、H兩元素通過共價鍵結(jié)合形成化合物，H原子核外只有一個電子，只能形成一對共用電子對；P原子最外層有5個電子，可結(jié)合3個H原子形成三對共用電子對，達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，PH3的電子式是；由示意圖可知儀器D是分液漏斗；

(2) AlP與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Al(OH)3和PH3，PH3是氣體，會有一部分滯留在三頸燒瓶上部空間內(nèi)，若通入空氣，就可以將三頸燒瓶中空氣內(nèi)的PH3全部趕到E內(nèi)，被裝置E中的酸性KMnO4溶液吸收，以減小實(shí)驗(yàn)誤差；

(3)在裝置B中盛裝焦性沒食子酸的堿性溶液，可以吸收空氣中的O2。若去掉該裝置，空氣中的氧氣就會氧化PH3氣體，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低；

(4)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(chǎn)生水，根據(jù)電荷守恒、電子守恒及原子守恒，可得該反應(yīng)的離子方程式為5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O；根據(jù)題意可知KMnO4得到電子的物質(zhì)的量與PH3、Na2SO3失去的電子的物質(zhì)的量相等，2n(Na2SO3)+8n(PH3)=5n(KMnO4)，帶入數(shù)值：2×10×4.0×10－5mol/L×0.02L+8 n(PH3)=5×2.50×10－4mol/ L×0.02L，解得n(PH3)=1.125×10-6mol，m(PH3)=1.125×10-6mol×34g/mol=3.825×10-5g=0.038mg；則1000g該糧食中含有PH3的質(zhì)量是0.38g大于國家衛(wèi)計委規(guī)定糧食中磷化物(以PH3計)的殘留量不超過0.05mg/kg的規(guī)定，所以該原糧樣品不合格。