Question

實驗室用燃燒法測定某種氨基酸（CxHyOzNm）的分子組成．取W g該種氨基酸放在純氧中充分燃燒，生成二氧化碳、水和氮氣．按圖所示裝置進行實驗．

回答下列問題：
（1）實驗開始時，首先通入一段時間的氧氣，其理由是

 

．
（2）以上裝置中需要加熱的儀器有

 

（填寫字母），操作時應(yīng)先點燃

 

處的酒精燈．
（3）A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是

 

．
（4）D裝置的作用是

 

．
（5）讀取氮氣的體積時，應(yīng)注意：①

 

；②

 

．
（6）實驗中測得氮氣的體積為V mL（標準狀況），為確定此氨基酸的分子式，還需要的有關(guān)數(shù)據(jù)有

 

（填編號）．
A．生成二氧化碳氣體的質(zhì)量       B．生成水的質(zhì)量
C．通入氧氣的體積               D．氨基酸的相對分子質(zhì)量．

Answer 1

考點：氨基酸、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：糖類與蛋白質(zhì)專題

分析：該實驗原理為：Wg該種氨基酸放在純氧中充分燃燒，生成CO₂、H₂O和N₂．裝置B內(nèi)盛放濃硫酸，吸收生成的水，根據(jù)裝置B增重，確定Wg該種氨基酸中含氫元素質(zhì)量，根據(jù)F中水的體積確定氮氣的體積，并由此確定待測氨基酸中含有的氮元素的質(zhì)量，在計算氧元素的質(zhì)量，確定分子中元素原子個數(shù)比，由此確定最簡式．
（1）利用排水法測定氮氣的體積，確定Wg該種氨基酸中含氮元素質(zhì)量；
（2）氨基酸和氧氣的反應(yīng)，以及銅網(wǎng)和氧氣的反應(yīng)都需要加熱；
（3）氨基酸放在純氧中充分燃燒，生成二氧化碳、水和氮氣；
（4）由原理可知，銅網(wǎng)吸收未反應(yīng)的O₂；
（5）根據(jù)讀數(shù)時必須保證壓強相同進行分析；
（6）該原理可知，測出該種氨基酸分子式需要二氧化碳、水的質(zhì)量以及氮氣的體積，計算氧元素的質(zhì)量，確定分子中元素原子個數(shù)比，再結(jié)合氨基酸的相對分子質(zhì)量確定分子式．

解答： 解：首先觀察裝置圖，很容易看出在A中是氨基酸的燃燒，在B中是吸收生成的水，在C中是吸收產(chǎn)生的二氧化碳，D的設(shè)計是除掉多余的氧氣，E和F的設(shè)計目的是通過量氣的方式測量氮氣的體積．在這個基礎(chǔ)上，根據(jù)本實驗的目的是測定某種氨基酸（C_xH_yO_zN_m）的分子組成，需要測量的是二氧化碳、水和氮氣的量，這三個量可以確定氨基酸的實驗式，所以再加上氨基酸的相對分子質(zhì)量就可以確定氨基酸的分子式．根據(jù)這個原理，實驗的準確性取決于二氧化碳、水和氮氣的量的測量，而且關(guān)鍵是氮氣的量的測量，對氮氣量的測量最可能產(chǎn)生影響的就是原裝置中的氮氣和過量的氧氣，所以一開始就應(yīng)該先通氧氣將原裝置中空氣排盡，而在測量氮氣前，將過量的氧氣排盡．
該實驗原理為：Wg該種氨基酸放在純氧中充分燃燒，生成CO₂、H₂O和N₂．裝置B內(nèi)盛放濃硫酸，吸收生成的水，根據(jù)裝置B增重，確定Wg該種氨基酸中含氫元素質(zhì)量，根據(jù)F中水的體積確定氮氣的體積，并由此確定待測氨基酸中含有的氮元素的質(zhì)量，在計算氧元素的質(zhì)量，確定分子中元素原子個數(shù)比，由此確定最簡式．
（1）裝置的空氣中含有N₂，影響生成氮氣的體積測定，需將裝置中的N₂排凈，
故答案為：將裝置中的N₂排凈；
（2）氨基酸和氧氣的反應(yīng)，以及銅網(wǎng)和氧氣的反應(yīng)都需要加熱，應(yīng)先點燃D處的酒精燈，吸收未反應(yīng)的氧氣，保證最終收集的氣體為N₂
故答案為：AD；D；
（3））氨基酸放在純氧中充分燃燒，生成二氧化碳、水和氮氣，反應(yīng)的化學方程式是：C_xH_yO_zN_m+（x+

y

4

-

z

2

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O+

m

2

N₂，
故答案為：C_xH_yO_zN_m+（x+

y

4

-

z

2

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O+

m

2

N₂；
（4）由原理可知，銅網(wǎng)吸收未反應(yīng)的氧氣，保證最終收集的氣體為N₂；
故答案為：吸收未反應(yīng)的氧氣，保證最終收集的氣體為N₂；
（5）讀數(shù)時必須保證壓強相同，所以注意事項是①量筒中的液面應(yīng)與廣口瓶中的液面相持平；其次②視線應(yīng)與刻度線和凹液面最低點相切，
故答案為：①量筒內(nèi)液面與廣口瓶中的液面相持平�、谝暰�與凹液面最低處相切；
（6）該原理可知，測出該種氨基酸分子式需要二氧化碳、水的質(zhì)量以及氮氣的體積，計算氧元素的質(zhì)量，確定分子中元素原子個數(shù)比，再結(jié)合氨基酸的相對分子質(zhì)量確定分子式．
故答案為：ABD．

點評：本題考查學生利用燃燒法確定有機物分子組成的知識，根據(jù)原子守恒法來解答，難度不大，關(guān)鍵在于理解實驗原理．