Question

6．磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣是我國目前最常見的熏蒸殺蟲劑，都能與水或酸反應產(chǎn)生有毒氣體膦（PH₃）PH₃具有較強的還原性，能在空氣中自燃．我國糧食衛(wèi)生標準規(guī)定，糧食中磷化物（以PH₃計）含量≤0.05mg/kg．
某化學興趣小組的同學通過下列方法對糧食中殘留磷化物含量進行研究：
【實驗課題】糧食中殘留磷化物的定量測定．
【實驗原理】
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→亞硫酸鈉標準溶液滴定
【實驗裝置】

A、D、E、F各裝1.00mL濃度為5.00×10^-4 mol/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．
（1）實驗課題的名稱是糧食中殘留磷化物的定量測定．
（2）以磷化鋁為例，寫出磷化物與水反應的化學方程式AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑．
（3）檢查上述裝置氣密性的方法是打開抽氣泵抽氣，觀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還原性（填“氧化性”、“還原性”） 氣體；B中盛裝堿性焦性沒食子酸溶液的作用是除去空氣中的O₂；如去除B裝置，則實驗中測得的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^-4 mol/LNa₂SO₃標準溶液滴定剩余的KMnO₄溶液，消耗Na₂SO₃標準溶液11.00mL，則該原糧中磷化物（以PH₃計）的含量為0.0425mg/kg．

Answer 1

分析 （1）PH₃具有較強的還原性，可用KMnO₄和Na₂SO₃測定，根據(jù)題意可知該實驗的目的是對糧食中殘留磷化物含量進行測定；
（2）磷化鋁能與水或酸反應產(chǎn)生有毒氣體膦（PH₃），與水反應結(jié)合水的結(jié)構(gòu)可知磷化鋁能與水反應生成氫氧化鋁和PH₃；
（3）利用連續(xù)裝置特征，結(jié)合氣體壓強變化，可以利用抽氣泵抽氣觀察各裝置中氣體的產(chǎn)生，若有氣泡冒出，證明氣密性完好；也可以從A裝置鼓入空氣，觀察各裝置中若均有氣泡產(chǎn)生，則氣密性良好，反之不好；
（4）高錳酸鉀溶液是強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，再和氧氣反應可以吸收氧氣；若不吸收氧氣，PH₃會在氧氣中燃燒；
（5）依據(jù)消耗的亞硫酸鈉物質(zhì)的量結(jié)合定量關(guān)系計算剩余高錳酸鉀，計算吸收PH₃需要的高錳酸鉀物質(zhì)的量，進一步計算PH₃物質(zhì)的量，得到PH₃含量．

解答 解：（1）磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣是我國目前最常見的熏蒸殺蟲劑，都能與水或酸反應產(chǎn)生有毒氣體膦（PH₃），PH₃具有較強的還原性，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，再和氧氣反應可以吸收氧氣；若不吸收氧氣，PH₃會在氧氣中燃燒，然后用高錳酸鉀滴定測定PH₃，然后用Na₂SO₃標準溶液滴定剩余的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定；
（2）依據(jù)題干信息，磷化鋁和水反應，水解生成PH₃和氫氧化鋁，反應的化學方程式為：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)合氣體壓強變化，可以利用抽氣泵抽氣觀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：打開抽氣泵抽氣，觀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，再和氧氣反應可以吸收氧氣；若不吸收氧氣，PH₃會在氧氣中燃燒，用滴定方法測定的PH₃減小，結(jié)果偏低；
故答案為：還原性；除去空氣中的O₂；偏低；
（5）加水稀釋至25mL，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(jù)滴定反應：2KMnO₄+5Na₂SO₃+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+5Na₂SO₄+3H₂O可得，剩余高錳酸鉀的物質(zhì)的量=0.011L×2.5×10^-4mol/L×$\frac{2}{5}$=1.1×10^-6mol；與PH₃反應的高錳酸鉀的物質(zhì)的量=0.003L×5.00×10^-4mol/L-1.1×10^-6mol=4.0×10^-7mol；根據(jù)化學方程式 5PH₃+8KMnO₄+12H₂SO₄=5H₃PO₄+8MnSO₄+4K₂SO₄+12H₂O計算得到PH₃的物質(zhì)的量=4.0×10^-7mol×$\frac{5}{8}$=2.5×10^-7mol；故該原糧中磷化物的含量為$\frac{2.5×1{0}^{-7}mol×34g/mol×1000mg/g}{0.2kg}$=0.0425mg/kg．
故答案為：0.0425．

點評 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氧化還原反應滴定及相關(guān)計算，綜合考查了水解方程式的書寫、非常規(guī)裝置氣密性的檢驗方法、實驗原理的理解和定量測定的有關(guān)計算和誤差分析等．