Question

【题目】磷化铝(A1P)是一种广谱性熏蒸杀虫剂，主要用于熏杀货物的仓储害虫。某化学兴趣小组的同学通过下列方法对粮食中残留的磷化物含量进行了探究。

【査阅资料】

①磷化铝(A1P)吸水后会立即产生高毒性的PH3气体(溶点为-132℃，还原性强)。

②焦性没食子酸的碱性溶液有很强的还原性，常温下易与O2、Cl2等物质反应。

③国家卫生安全标准规定：当粮食中磷化物(以PH3计)的含量不超过0.05mg·kg-1时，粮食质量合格；反之，粮食质量不合格。

【实验装置】

已知：B中盛有足量的焦性没食子酸的碱性溶液，C中盛有100g原粮，E中盛有20.00 mL1.11×10-3mol·L-1KMnO4溶液(H2SO4酸化)。请回答下列问题：

(1)实验时仪器D冷却水的进水方向是_____________(填“a”或“b”）。

(2)实验过程中通入空气的作用是___________。

(3)吸收装置E中PH3被氧化成磷酸，则E中反应的离子方程式为________________。

(4)实验后收集E中吸收液，加水稀释至250mL，从中取25.00mL溶液于锥形瓶中，用5.0×10-4mol·L-1的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗Na2SO3标准溶液11.00mL，请计算该原粮中磷化物（以PH3计）的含量为__________mg·kg-1，该原粮质量是否合格？__________(填“合格”或“不合格”）。

(5)实验中若去掉B装置，则导致实验测定结果______________(填“偏高”、“偏低”或不变”）。

Answer 1

【答案】 a 将产生的PH3从C中排出，被酸性KMnO4溶液吸收，减少实验误差 5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O 0.0425 合格 偏低

【解析】安装吸收装置→PH3的产生与吸收→转移KMnO4吸收溶液→亚硫酸钠标准溶液滴定，已知C中盛有100g原粮，E中盛有20.00mL1.13×10-3molL-1KMnO4溶液(H2SO4酸化)，吸收生成的PH3，B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液，其作用是吸收空气中的O2，防止氧化装置C中生成的PH3，A中盛装KMnO4溶液的作用除去空气中的还原性气体；

(1)冷凝管中冷却水的水流方向是低进高出，即仪器D中冷却水的进水方向是a，出水方向是b；

(2)准确测定PH3的含量，需要用高锰酸钾溶液全部吸收，避免产生较大误差，通入空气的作用是保证PH3全部被吸收的措施；

(3)PH3被酸性高锰酸钾氧化成磷酸，高锰酸钾被还原为锰离子，结合电子守恒和电荷守恒、原子守恒配平书写得到离子方程式为：5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O；

(4)收集E中吸收液，加水稀释至250mL，取25.00mL于锥形瓶中用浓度为5×10-4mol/L Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗Na2SO3标准溶液11.00mL；依据滴定反应：2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+3H2O；2KMnO4～5Na2SO3；未反应的高锰酸钾物质的量=0.011L×5×10-4mol/L××=2.2×10-5mol；与PH3反应的高锰酸钾物质的量=1.11×10-3mol/L×0.020L-2.2×10-5mol=2.0×10-7mol；根据反应 5PH3+8KMnO4+12H2SO4=5H3PO4+8MnSO4+4K2SO4+12H2O；得到定量关系为：5PH3～8KMnO4；计算得到PH3物质的量=2.0×10-7mol×=1.25×10-7mol；则PH3的质量分数==0.0425mg/kg，当粮食中磷化物(以PH3计)的含量不超过0.05mgkg-1时，粮食质量合格，所以该原粮质量合格；

(5)B装置是除去空气中的氧气，若去掉B装置空气中氧气会氧化PH3，则导致实验测定结果偏低。