Question

【題目】磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣與水反應產生高毒的PH3氣體(熔點為-132℃，還原性強、易自燃)，可用于糧食熏蒸殺蟲。衛生安全標準規定：當糧食中磷化物(以PH3計)的含量低于0.05mg·kg-1時算合格。可用以下方法測定糧食中殘留的磷化物含量：

（操作流程）安裝吸收裝置→PH3的產生與吸收→轉移KMnO4吸收溶液→亞硫酸鈉標準溶液滴定。

（實驗裝置）C中盛100 g原糧，D中盛有 20.00 mL 1.12×10-4 mol L-1KMnO4溶(H2SO4酸化)。

請回答下列問題：

(1)儀器C的名稱是__________________；

(2)以磷化鈣為例，寫出磷化鈣與水反應的化學方程式____________________；檢查整套裝置氣密性良好的方法是_____________________________________。

(3)A中盛裝KMnO4溶液的作用是______________________；通入空氣的作用是____________。若沒有B裝置，則實驗中測得PH3含量將____________（填“偏低”、“偏高”或“不變”）

(4)D中PH3被氧化成磷酸，所發生反應的離子方程式為_________________________。

(5)把D中吸收液轉移至容量瓶中，加水稀釋至250mL，取25.00mL于錐形瓶中，用5.0×10-5mol L-1的Na2SO3標準溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗Na2SO3標準溶液11.00mL，則該原糧中磷化物(以PH3計)的含量為______mg kg-1。

Answer 1

【答案】 三頸燒瓶 Ca3P2+6H2O===3 Ca (OH)2+2PH3↑ 關閉K1、打開K2用抽氣泵緩慢抽氣，若觀察到A、B、D各裝置中有氣泡產生則氣密性良好 [或在D左邊用橡膠管和止水夾封閉、關閉K2用壓差法；或關閉分液漏斗旋塞后對C加熱法] 除去空氣中的還原性氣體 吹出PH3，使其全部被酸性KMnO4溶液吸收 偏低 5PH3+8MnO4-+24H+==5H3PO4+8Mn2++12H2O 0.0085

【解析】分析：本題為綜合實驗題。主要考察磷化氫制備的原理、裝置氣密性的檢查方法；高錳酸鉀溶液為強氧化劑，因此裝置中盛放該試劑的作用除去還原性氣體；為了保證實驗的準確性，利用空氣把PH3全部帶入到高錳酸鉀溶液中進行吸收；最后根據反應的方程式中物質之間的關系計算出樣品中PH3含量。

詳解：(1) 儀器C為反應的發生器，名稱是三頸燒瓶；正確答案：三頸燒瓶。

(2) 磷化鈣與水反應生成磷化氫和氫氧化鈣，反應的化學方程式：Ca3P2+6H2O===3Ca (OH)2+2PH3↑；檢查整套裝置氣密性方法：關閉K1、打開K2用抽氣泵緩慢抽氣，若觀察到A、B、D各裝置中有氣泡產生則氣密性良好 [或在D左邊用橡膠管和止水夾封閉、關閉K2用壓差法；或關閉分液漏斗旋塞后對C加熱法] ；正確答案：Ca3P2+6H2O===3Ca (OH)2+2PH3↑；關閉K1、打開K2用抽氣泵緩慢抽氣，若觀察到A、B、D各裝置中有氣泡產生則氣密性良好 [或在D左邊用橡膠管和止水夾封閉、關閉K2用壓差法；或關閉分液漏斗旋塞后對C加熱法]。

(3) 依據裝置圖進行分析判斷，高錳酸鉀溶液是強氧化劑，可以吸收空氣中的還原性氣體；通入空氣，吹出PH3，使其全部被酸性KMnO4溶液吸收，減小實驗誤差；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氧氣,防止氧化裝置C中生成的PH3, 若沒有B裝置，PH3部分被氧氣氧化，則實驗中測得PH3含量將偏低；正確答案：除去空氣中的還原性氣體 ； 吹出PH3，使其全部被酸性KMnO4溶液吸收； 偏低。

(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；正確答案：5PH3+8MnO4-+24H+==5H3PO4+8Mn2++12H2O。

(5) 根據2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+3H2O反應可知，25毫升溶液中剩余KMnO4的量為[5.0×10-5×11×10-3]×2/5mol,那么250毫升溶液中剩余KMnO4的量為5.0×10-5×11×10-3×10mol,由于D中盛有KMnO4的量為20×1.12×10-4×10-3 mol，所以參加反應的KMnO4的量2.24×10-6-2.2×10-6=0.04×10-6 mol,根據5PH3+8MnO4-+24H+==5H3PO4+8Mn2++12H2O反應關系可知，消耗PH3的量為[4×10-8]×5/8mol；C中盛100g原糧，含有PH3的量[4×10-8]×5/8 mol,質量為85×10-8g，則該原糧中磷化物(以PH3計)的含量為0.0085 mg kg-1；正確答案：0.0085。

點睛;本題在進行最后一問計算時，要根據反應關系計算出參與反應的酸性高錳酸鉀溶液的量，但是要注意這是量取25毫升溶液中消耗高錳酸鉀的量，計算總量時要注意是250毫升樣品溶液，也就是得擴大10倍才能進行準確計算，否則誤差相差太大。