Question

11．磷化鋁（AlP）通常可作為一種廣譜性熏蒸殺蟲劑，吸水后會(huì)立即產(chǎn)生高度的PH₃氣體（熔點(diǎn)為-132℃，還原性強(qiáng)）．衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)糧食中磷化物（以PH₃計(jì)）的含量不超過0.05mg•kg^-1時(shí)，糧食質(zhì)量合格；反之，糧食質(zhì)量不合格．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)通過下列方法對(duì)糧食中殘留的磷化物含量進(jìn)行了研究．
【操作流程】
安裝吸收裝置→PH₃的產(chǎn)生與吸收→轉(zhuǎn)移KMnO₄吸收溶液→亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．
【實(shí)驗(yàn)裝置】

已知C中盛有100g原糧，E中盛有20.00mL1.13×10^-3mol•L^-1KMnO₄溶液（H₂SO₄酸化）．請(qǐng)回答下列問題：
（1）儀器D的名稱是直行冷凝管．
（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，則A中盛裝KMnO₄溶液的作用是除去空氣中的還原性氣體，避免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
（3）通入空氣的作用是保證生成的PH₃全部被酸性KMnO₄溶液吸收．
（4）已知PH₃被氧化成磷酸，則E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5PH₃+8MnO₄^-+24H⁺=5H₃PO₄+8Mn²⁺+12H₂O．
（5）收集E中吸收液，加水稀釋至250mL，取25.00mL于錐形瓶中，用5.0×10^-4mol•L^-1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11.00mL，則該原糧中磷化物（以PH₃計(jì)）的含量為0.13mg•kg^-1，該原糧質(zhì)量是否合格？不合格（填“合格”或者“不合格”）．

Answer 1

分析 安裝吸收裝置→PH₃的產(chǎn)生與吸收→轉(zhuǎn)移KMnO₄吸收溶液→亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，已知C中盛有100g原糧，E中盛有20.00mL1.13×10^-3mol•L^-1KMnO₄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）裝置中D為直行冷凝管；
（2）高錳酸鉀具有氧化性可以吸收還原性氣體；
（3）通入空氣吧生成的PH3全部趕入高錳酸鉀溶液中吸收；
（4）PH₃被酸性高錳酸鉀氧化成磷酸，高錳酸鉀被還原為錳離子，結(jié)合電子守恒和電荷守恒、原子守恒配平書寫；
（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(jì)算剩余高錳酸鉀，計(jì)算吸收PH₃需要的高錳酸鉀物質(zhì)的量，進(jìn)一步計(jì)算PH₃物質(zhì)的量，得到PH₃含量．

解答 解：（1）裝置中D為直行冷凝管，起到冷凝回流的作用，
故答案為：直行冷凝管；
（2）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(qiáng)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(yīng)，再和氧氣反應(yīng)可以吸收氧氣；若不吸收氧氣，PH₃會(huì)在氧氣中燃燒，
故答案為：除去空氣中的還原性氣體，避免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
（3）準(zhǔn)確測(cè)定PH₃的含量，需要用高錳酸鉀溶液全部吸收，避免產(chǎn)生較大誤差，通入空氣的作用是保證PH₃全部被吸收的措施；
故答案為：保證生成的PH₃全部被酸性KMnO₄溶液吸收；
（4）PH₃被酸性高錳酸鉀氧化成磷酸，高錳酸鉀被還原為錳離子，結(jié)合電子守恒和電荷守恒、原子守恒配平書寫得到離子方程式為：5PH₃+8MnO₄^-+24H⁺=5H₃PO₄+8Mn²⁺+12H₂O，
故答案為：5PH₃+8MnO₄^-+24H⁺=5H₃PO₄+8Mn²⁺+12H₂O；
（5）收集E中吸收液，加水稀釋至250mL，取25.00mL于錐形瓶中用濃度為5×10^-4mol/L Na₂SO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的KMnO₄溶液，消耗Na₂SO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液11.00mL；依據(jù)滴定反應(yīng)：2KMnO₄+5Na₂SO₃+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+5Na₂SO₄+3H₂O；2KMnO₄～5Na₂SO₃；未反應(yīng)的高錳酸鉀物質(zhì)的量=0.0110L×5×10^-4mol/L×$\frac{2}{5}$×$\frac{250}{25}$=2.2×10^-5mol；與PH₃反應(yīng)的高錳酸鉀物質(zhì)的量=1.13×10^-3mol/L×0.020L-2.2×10^-5mol=6.0×10^-7mol；根據(jù)反應(yīng) 5PH₃+8KMnO₄+12H₂SO₄=5H₃PO₄+8MnSO₄+4K₂SO₄+12H₂O；得到定量關(guān)系為：5PH₃～8KMnO₄；計(jì)算得到PH₃物質(zhì)的量=6.0×10^-7mol×$\frac{5}{8}$=3.75×10^-7mol；則PH₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{3.75×1{0}^{-7}×34g/mol}{0.1kg}$=0.1275mg/kg≈0.13mg/kg，當(dāng)糧食中磷化物（以PH₃計(jì)）的含量不超過0.05mg•kg^-1時(shí)，糧食質(zhì)量合格，所以該原糧質(zhì)量不合格，
故答案為：0.13；不合格．

點(diǎn)評(píng) 本題以糧食中殘留磷化氫的定量測(cè)定為命題背景，考查元素化合物知識(shí)氧化還原反應(yīng)滴定及相關(guān)計(jì)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(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)原理的理解和定量測(cè)定的有關(guān)計(jì)算和誤差分析等，題目難度中等．