Question

2．實(shí)驗(yàn)室用燃燒法測(cè)定某氨基酸（CxHyNzOp）的分子組成．取mg該種氨基酸放在純氧中充分燃燒，生成CO₂、H₂O和按圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，首先要通入一段時(shí)間的氧氣，其理由是將裝置中的N₂排凈，避免殘留在裝置中的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響．
（2）以上裝置中需要加熱的儀器有A、D （用字母填空，下同）．操作時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃D 處的酒精燈．
（3）A裝罝中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是C_xH_yO_zN_m+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{p}{2}$N₂
（4）裝罝D的作用是吸收未反應(yīng)的氧氣，保證最終收集的氣體為N₂
（5）讀取N₂的體積時(shí)，應(yīng)注意①①冷卻至室溫②調(diào)節(jié)量筒高度，使E、F中液面高度一致③讀數(shù)時(shí)，視線與凹液面最低點(diǎn)相平
（6）實(shí)驗(yàn)中測(cè)得N₂的體積為VmL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．為確定此氨基酸的化學(xué)式還需要的有關(guān)數(shù)鋸是：B、C兩裝置的增重量．

Answer 1

分析 該實(shí)驗(yàn)原理為：mg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mg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?dú)獾捏w積，并由此確定待測(cè)氨基酸中含有的氮元素的質(zhì)量，在計(jì)算氧元素的質(zhì)量，確定分子中元素原子個(gè)數(shù)比，由此確定最簡式，
（1）利用排水法測(cè)定氮?dú)獾捏w積，確定mg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?dú)猓?br />（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(shí)必須保證壓強(qiáng)相同進(jìn)行分析；
（6）該原理可知，測(cè)出該種氨基酸分子式需要二氧化碳、水的質(zhì)量以及氮?dú)獾捏w積，計(jì)算氧元素的質(zhì)量，確定分子中元素原子個(gè)數(shù)比，再結(jié)合氨基酸的相對(duì)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(jì)是除掉多余的氧氣，E和F的設(shè)計(jì)目的是通過量氣的方式測(cè)量氮?dú)獾捏w積．在這個(gè)基礎(chǔ)上，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)定某種氨基酸（C_xH_yO_zN_p）的分子組成，需要測(cè)量的是二氧化碳、水和氮?dú)獾牧浚�這三個(gè)量可以確定氨基酸的實(shí)驗(yàn)式，所以再加上氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量就可以確定氨基酸的分子式．根據(jù)這個(gè)原理，實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性取決于二氧化碳、水和氮?dú)獾牧康臏y(cè)量，而且關(guān)鍵是氮?dú)獾牧康臏y(cè)量，對(duì)氮?dú)饬康臏y(cè)量最可能產(chǎn)生影響的就是原裝置中的氮?dú)夂瓦^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(cè)量氮?dú)馇�，將過量的氧氣排盡；該實(shí)驗(yàn)原理為：mg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mg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?dú)獾捏w積，并由此確定待測(cè)氨基酸中含有的氮元素的質(zhì)量，在計(jì)算氧元素的質(zhì)量，確定分子中元素原子個(gè)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?dú)獾捏w積測(cè)定，需將裝置中的N₂排凈，避免殘留在裝置中的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，
故答案為：將裝置中的N₂排凈，避免殘留在裝置中的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響；
（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(diǎn)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?dú)�，反�?yīng)的化學(xué)方程式是：C_xH_yO_zN_m+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{p}{2}$N₂，
故答案為：C_xH_yO_zN_m+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{p}{2}$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(shí)必須保證壓強(qiáng)相同，所以注意事項(xiàng)：①冷卻至室溫，②調(diào)節(jié)量筒高度，使E、F中液面高度一致，③讀數(shù)時(shí)，視線與凹液面最低點(diǎn)相平，
故答案為：①冷卻至室溫，②調(diào)節(jié)量筒高度，使E、F中液面高度一致，③讀數(shù)時(shí)，視線與凹液面最低點(diǎn)相平；
（6）該原理可知，測(cè)出該種氨基酸分子式需要二氧化碳、水的質(zhì)量以及氮?dú)獾捏w積，則需要測(cè)定B、C兩裝置的增重量，
故答案為：B、C兩裝置的增重量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生利用燃燒法確定有機(jī)物分子組成的知識(shí)，題目難度中等，根據(jù)原子守恒法來解答，理解實(shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及綜合應(yīng)用能力．