Question

【题目】磷化铝(AlP)是一种常用于粮食仓储的广谱性熏蒸杀虫剂，遇水立即产生高毒性气体PH3(沸点－89.7℃，还原性强)。国家卫计委规定粮食中磷化物(以PH3计)的残留量不超过0.05mg/kg时为质量合格，反之不合格。某化学兴趣小组的同学用下述方法测定某粮食样品中残留磷化物的质量以判断是否合格。

在C中加入100g原粮，E中加入20.00mL2.50×10－4mol/ L KMnO4溶液(H2SO4酸化)，往C中加入足量水，充分反应后，用亚硫酸钠标准溶液滴定E中过量的KMnO4溶液。回答下列问题：

(1)PH3的电子式为___________。仪器D的名称是___________。

(2)通入空气的作用是___________。

(3)装置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。若去掉该装置，对实验的影响为___________。

(4)装置E中PH3被氧化成磷酸，则装置E中发生反应的离子方程式为__________。收集装置E中的吸收液，加水稀释至250mL，取25.00mL于锥形瓶中，用4.0×10－5mol/L的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗Na2SO3标准溶液20.00mL，Na2SO3与KMnO4溶液反应的离子方程式为：SO32－+MnO4－+H+→SO42－+Mn2++H2O(未配平)，则该原粮样品中磷化物(以PH3计)的质量为__________mg。该原粮样品__________(填“合格”或“不合格”)

Answer 1

【答案】 分液漏斗 排出装置中空气；保证生成的PH3全部被装置E中的酸性KMnO4溶液吸收 造成测定结果偏低(磷化物质量偏低) 5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O 0.038 不合格

【解析】

(1)根据P、H原子结构，分析书写出PH3的电子式；结合示意图辨析仪器；(2)根据PH3是气体，滞留在装置中会影响粮食中残留磷化物含量的测定分析；(3)结合空气中氧气的氧化性和PH3的还原性分析；(4)利用题目已知信息，及KMnO4在酸性环境中常见的还原产物，利用电荷守恒、电子守恒及原子守恒书写反应的离子方程式；并根据氧化还原反应中电子守恒计算出PH3的质量，利用产品合格分析判断即可。

(1)由于P、H两元素通过共价键结合形成化合物，H原子核外只有一个电子，只能形成一对共用电子对；P原子最外层有5个电子，可结合3个H原子形成三对共用电子对，达到8电子的稳定结构，PH3的电子式是；由示意图可知仪器D是分液漏斗；

(2) AlP与水发生反应产生Al(OH)3和PH3，PH3是气体，会有一部分滞留在三颈烧瓶上部空间内，若通入空气，就可以将三颈烧瓶中空气内的PH3全部赶到E内，被装置E中的酸性KMnO4溶液吸收，以减小实验误差；

(3)在装置B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液，可以吸收空气中的O2。若去掉该装置，空气中的氧气就会氧化PH3气体，使实验结果偏低；

(4)在装置E中PH3被酸性KMnO4溶液氧化成磷酸，KMnO4被还原为MnSO4，同时产生水，根据电荷守恒、电子守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2++12H2O；根据题意可知KMnO4得到电子的物质的量与PH3、Na2SO3失去的电子的物质的量相等，2n(Na2SO3)+8n(PH3)=5n(KMnO4)，带入数值：2×10×4.0×10－5mol/L×0.02L+8 n(PH3)=5×2.50×10－4mol/ L×0.02L，解得n(PH3)=1.125×10-6mol，m(PH3)=1.125×10-6mol×34g/mol=3.825×10-5g=0.038mg；则1000g该粮食中含有PH3的质量是0.38g大于国家卫计委规定粮食中磷化物(以PH3计)的残留量不超过0.05mg/kg的规定，所以该原粮样品不合格。