Question

磷化铝、磷化锌、磷化钙是我国目前最常见的熏蒸杀虫剂的主要成分，它们都能与水或酸反应产生有毒气体PH₃，PH₃具有较强的还原性，能在空气中自燃．我国粮食卫生标准规定，粮食中磷化物（以PH₃计）含量≤0.05mg?kg^-1．现用如下装置测定粮食中残留磷化物含量．

（已知：5PH₃+8KMnO₄+12H₂SO₄=5H₃PO₄+8MnSO₄+4K₂SO₄+12H₂O）C中盛有200g原粮；D、E、F各盛装1.00mL浓度为1.00×10^-3 mol?L^-1的KMnO₄的溶液（H₂SO₄酸化）．
（1）检查上述装置气密性的方法是

打开抽气泵抽气，观察各装置中是否有气泡产生

．
（2）实验过程中，用抽气泵抽气的目的是

保证生成的PH₃进入D、E、F，被酸性KMnO₄溶液全部吸收

．
（3）A中盛装KMnO₄溶液是为除去空气中可能含有的

还原性气体

；B中盛装碱性焦性没食子酸溶液的作用是

除去空气中的O₂

；如去除B装置，则实验中测得的PH₃含量将

偏低

．
（4）收集D、E、F所得吸收液，并洗涤D、E、F，将吸收液、洗涤液一并置于锥形瓶中，加水稀释至25mL，用浓度为5×10^-4 mol?L^-1 Na₂SO₃标准溶液滴定剩余的KMnO₄溶液，消耗Na₂SO₃标准溶液11.00mL，则该原粮中磷化物（以PH₃计）的含量为

0.085g/kg

mg/kg．（已知：5Na₂SO₃+2KMnO₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+5Na₂SO₄+2MnSO₄+3H₂O）

Answer 1

分析：（1）依据连续装置中的压强变化分析判断；
（2）准确测定膦（PH₃）的含量需要全部吸收；
（3）高锰酸钾溶液是强氧化剂可以吸收还原性气体；碱性焦性没食子酸溶液，焦性没食子酸先和碱反应，再和氧气反应可以吸收氧气；若不吸收氧气，PH₃会在氧气中燃烧；
（4）依据消耗的亚硫酸钠物质的量结合定量关系计算剩余高锰酸钾，计算吸收PH₃需要的高锰酸钾物质的量，进一步计算PH₃物质的量，得到PH₃含量．

解答：解：（1）利用连续装置特征，结合气体压强变化，可以利用抽气泵抽气观察各装置中气体的产生，若有气泡冒出，证明气密性完好，
故答案为：打开抽气泵抽气，观察各装置中是否有气泡产生；
（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，所以抽气泵是保证PH₃全部被吸收的措施，
故答案为：保证生成的PH₃进入D、E、F，生成的PH₃全部被酸性KMnO₄溶液吸收；
（3）依据装置图中装置中的试剂选择分析判断，高锰酸钾溶液是强氧化剂可以吸收空气中的还原性气体；焦性没食子酸先和碱反应，再和氧气反应可以吸收氧气；若不吸收氧气，PH₃会在氧气中燃烧，用滴定方法测定的PH₃减小，结果偏低，
故答案为：还原性气体；除去空气中的O₂；偏低；
（4）加水稀释至25mL，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=0.0110L×5×10^-4mol/L×

2

5

=2.2×10^-6mol；与PH₃反应的高锰酸钾物质的量=1.00×10^-3mol/L×0.0030L-2.2×10^-6mol=8.0×10^-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=8.0×10^-7mol×

5

8

=5.0×10^-7mol；则PH₃的质量分数=

5.0×10-7mol×34g/mol

0.2kg

=0.085g/kg，故答案为：0.085．

点评：本题以粮食中残留磷化氢的定量测定为命题背景，考查元素化合物知识氧化还原反应滴定及相关计算，非常规装置气密性的检验方法、实验原理的理解和定量测定的有关计算和误差分析等．