Question

【題目】糧食倉儲常用磷化鋁(AlP)熏蒸殺蟲，AlP遇水即產(chǎn)生強還原性的PH3氣體。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定糧食中磷化物(以PH3計)的殘留量不超過0.05mg·kg-1為合格。某小組同學(xué)用如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-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化)，向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中的溶液。

（1）反應(yīng)后繼續(xù)通入空氣的作用是_______。

（2）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_______（填化學(xué)式）。

（3）裝置E中PH3被氧化成磷酸，MnO被還原為Mn2＋，則PH3和MnO反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為_______。

（4）收集裝置E中的吸收液，加水稀釋至250mL，移取其中的25.00mL于錐形瓶中，用6.0×10-5mol·L-1的Na2SO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗Na2SO3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，反應(yīng)原理是：SO＋MnO＋H+= SO＋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】排盡裝置C中殘留的PH3氣體，使PH3被E中KMnO4溶液完全吸收 O2 5∶8 25 mL吸收液中殘留的KMnO4：

n(KMnO4、殘留)＝×6.0×10-5 mol·L-1×20×10-3L＝4.8×10-7 mol

250 mL吸收液中反應(yīng)的KMnO4：

n(KMnO4、反應(yīng))=2.50×10-4mol·L-1×20×10-3L－4.8×10-7mol×

＝2×10-7mol

n(PH3)＝2×10-7mol ×＝1.25×10-7mol

m(PH3)＝1.25×10-7mol×34 g·mol-1＝4. 25×10-6g

磷化物的殘留量： ＝0.0425mg·kg-1＜0.05mg·kg-1，所以合格。

【解析】

C中盛有100g原糧，E中盛有20.00mL 2.50×10-4 mol/L的KMnO4溶液（H2SO4酸化），吸收生成的PH3，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，防止氧化裝置C中生成的PH3，A中盛裝KMnO4溶液的作用除去空氣中的還原性氣體；

（1）通入空氣把生成的PH3全部趕入高錳酸鉀溶液中吸收，則反應(yīng)后繼續(xù)通入空氣的作用是排盡裝置C中殘留的PH3氣體，使PH3被E中KMnO4溶液完全吸收；

（2）氧氣能氧化PH3，因此應(yīng)除去氧氣；
（3）裝置E中PH3被氧化成磷酸，高錳酸鉀溶液被還原生成錳離子，同時還有水生成；

（4）E中盛有20.00mL 2.50×10-4 mol/L的KMnO4溶液（H2SO4酸化），用于吸收生成的PH3，發(fā)生反應(yīng)：5PH3+8MnO+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O；Na2SO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的KMnO4溶液，利用方程式5SO+2MnO+6H+=5 SO+2Mn2++3H2O計算剩余的KMnO4的物質(zhì)的量，進而計算與PH3反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量，再列比例計算PH3的物質(zhì)的量，進而計算PH3的殘留量。

（1）通入空氣把生成的PH3全部趕入高錳酸鉀溶液中吸收，則反應(yīng)后繼續(xù)通入空氣的作用是排盡裝置C中殘留的PH3氣體，使PH3被E中KMnO4溶液完全吸收；

（2）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，防止氧化裝置C中生成的PH3；

（3）裝置E中PH3被氧化成磷酸，MnO被還原為Mn2＋，同時還有水生成，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒寫出該反應(yīng)的離子方程式為：5PH3+8MnO+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O，則PH3和MnO反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為5∶8；

（4）25 mL吸收液中殘留的KMnO4：

n(KMnO4、殘留)=×6.0×10-5mol·L-1×20×10-3L=4.8×10-7mol

250 mL吸收液中反應(yīng)的KMnO4：

n(KMnO4、反應(yīng))＝2.50×10-4mol·L-1×20×10-3L－4.8×10-7mol×=2×10-7mol

n(PH3)=2×10-7mol ×=1.25×10-7mol

m(PH3)=1.25×10－7mol×34g·mol-1=4. 25×10-6g

磷化物的殘留量： =0.0425mg·kg-1＜0.05mg·kg-1，所以合格；

n(KMnO4、殘留)=×6.0×10-5 mol·L-1×20×10-3L=4.8×10-7 mol

250 mL吸收液中反應(yīng)的KMnO4：

n(KMnO4、反應(yīng))=2.50×10-4mol·L-1×20×10-3L-4.8×10-7mol×=2×10-7mol

n(PH3)=2×10-7 mol ×=1.25×10-7 mol

m(PH3)=1.25×10－7 mol×34 g·mol-1=4. 25×10－6 g

磷化物的殘留量：=0.0425 mg·kg-1＜0.05 mg·kg-1，所以合格。