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為合格。某小組同學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，充分反應后，用亞硫酸鈉標準溶液滴定E中的溶液。

（1）反應后繼續通入空氣的作用是_______。

（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反應的物質的量之比為_______。

（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標準溶液滴定，消耗Na2SO3標準溶液20.00 mL，反應原理是：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吸收液中反應的KMnO4：

n(KMnO4、反應)=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，則反應后繼續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，發生反應：5PH3+8MnO+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O；Na2SO3標準溶液滴定剩余的KMnO4溶液，利用方程式5SO+2MnO+6H+=5 SO+2Mn2++3H2O計算剩余的KMnO4的物質的量，進而計算與PH3反應的KMnO4的物質的量，再列比例計算PH3的物質的量，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，則反應后繼續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，根據得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒寫出該反應的離子方程式為：5PH3+8MnO+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O，則PH3和MnO反應的物質的量之比為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吸收液中反應的KMnO4：

n(KMnO4、反應)＝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吸收液中反應的KMnO4：

n(KMnO4、反應)=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。