Question

14．實(shí)驗(yàn)室用燃燒法測定某種氨基酸（C_xH_yO_zN_p）的分子組成．取W g該種氨基酸放在純氧氣中充分燃燒，生成CO₂、H₂O和N₂．現(xiàn)用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（鐵架臺、鐵夾、酒精燈等未畫出），請回答下列有關(guān)問題．

（1）實(shí)驗(yàn)開始時，首先打開止水夾a，關(guān)閉止水夾b，通一段時間的純氧氣，這樣做的目的是排除裝置內(nèi)空氣，避免它對實(shí)驗(yàn)造成干擾；之后，則需關(guān)閉止水夾a，打開止水夾b．
（2）以上裝置中需要加熱的有A、D（填裝置代號）；操作時應(yīng)先點(diǎn)燃A處的酒精燈．
（3）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C_xH_yO_xN_p+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$ xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{p}{2}$N₂
（4）裝置D的作用是吸收未反應(yīng)的氧氣
（5）為將N₂所排水的體積測準(zhǔn)，反應(yīng)前應(yīng)將連接E和F裝置的玻璃導(dǎo)管中充滿水（填“水”、“空氣”或“O₂”），簡述理由N₂將瓶E內(nèi)的水首先排至導(dǎo)管中，其體積難以測定，為保證實(shí)驗(yàn)的精確度，使量筒內(nèi)水的體積正好等于N₂的體積
（6）讀取N₂所排水的體積時，要注意：視線與量筒內(nèi)水的凹液面相平；移動量筒使其液面與瓶E內(nèi)的水面在同一水平上
（7）實(shí)驗(yàn)中測得N₂的體積為V mL（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）．為確定此氨基酸的分子式，還需要得到的數(shù)據(jù)有ABD（填字母）．
A．生成的CO₂氣體的質(zhì)量         B．生成水的質(zhì)量
C．通入的氧氣的體積             D．該氨基酸的摩爾質(zhì)量
（8）如果將裝置中的B、C連接順序變?yōu)镃、B，該實(shí)驗(yàn)的目的能否達(dá)到？簡述理由：不能達(dá)到．因?yàn)閴A石灰將同時吸收水蒸氣與CO₂，得不到二者各自的質(zhì)量，無法計(jì)算C與H的含量．

Answer 1

分析 根據(jù)題意可知，用燃燒法測定某種氨基酸（C_xH_yO_zN_p）的分子組成，用雙氧水產(chǎn)生氧氣，用純氧氣將C_xH_yO_zN_p氧化成二氧化碳、水和氮?dú)�，用氧化銅將未完全氧化的碳元素氧化成二氧化碳，用濃硫酸吸收水，用堿石灰吸收二氧化碳，用銅網(wǎng)吸收未反應(yīng)的氧氣，用排水量氣法測得氮?dú)獾捏w積，為了準(zhǔn)確測得各成分的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)開始先用氧氣將裝置中的空氣排盡，同時應(yīng)按先吸收水，再吸收二氧化碳，再除氧氣，最后測氮?dú)獾捏w積，根據(jù)元素守恒可計(jì)算出C_xH_yO_zN_p的組成，以此解答該題．

解答 解：根據(jù)題意可知，用燃燒法測定某種氨基酸（C_xH_yO_zN_p）的分子組成，用雙氧水產(chǎn)生氧氣，用純氧氣將C_xH_yO_zN_p氧化成二氧化碳、水和氮?dú)�，用氧化銅將未完全氧化的碳元素氧化成二氧化碳，用濃硫酸吸收水，用堿石灰吸收二氧化碳，用銅網(wǎng)吸收未反應(yīng)的氧氣，用排水量氣法測得氮?dú)獾捏w積，為了準(zhǔn)確測得各成分的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)開始先用氧氣將裝置中的空氣排盡，同時應(yīng)按先吸收水，再吸收二氧化碳，再除氧氣，最后測氮?dú)獾捏w積，根據(jù)元素守恒可計(jì)算出C_xH_yO_zN_p的組成，
（1）空氣中的氮?dú)鈺�產(chǎn)生干擾，首先要通入一段時間的氧氣，將裝置中的N₂排凈，之后，則需關(guān)閉止水夾a，打開b，
故答案為：排除裝置內(nèi)空氣，避免它對實(shí)驗(yàn)造成干擾；a；b；
（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：A、D；A；
（3）氨基酸和氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是：C_xH_yO_xN_p+（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_xN_p+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$ xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{p}{2}$N₂；
（4）根據(jù)以上分析可知，銅網(wǎng)的作用是吸收未反應(yīng)的O₂，保證最終收集到的氣體是反應(yīng)生成的N₂，
故答案為：吸收未反應(yīng)的氧氣；
（5）為將N₂所排水的體積測準(zhǔn)，反應(yīng)前應(yīng)將連接E和F裝置的玻璃導(dǎo)管中充滿水，原因是N₂將瓶E內(nèi)的水首先排至導(dǎo)管中，其體積難以測定，為保證實(shí)驗(yàn)的精確度，使量筒內(nèi)水的體積正好等于N₂的體積，
故答案為：水；N₂將瓶E內(nèi)的水首先排至導(dǎo)管中，其體積難以測定，為保證實(shí)驗(yàn)的精確度，使量筒內(nèi)水的體積正好等于N₂的體積；
（6）讀數(shù)時必須保證壓強(qiáng)相同，所以注意事項(xiàng)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(diǎn)相切，
故答案為：視線與量筒內(nèi)水的凹液面相平；移動量筒使其液面與瓶E內(nèi)的水面在同一水平上；
（7）根據(jù)上面的分析可知，為了確定此氨基酸的分子式，除了準(zhǔn)確測量N₂的體積外，還需得到氨基酸的摩爾質(zhì)量、生成二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量、生成水的質(zhì)量，
故答案為：A、B、D；
（8）如果將裝置中的B、C連接順序變?yōu)镃、B，因?yàn)閴A石灰將同時吸收水蒸氣與CO₂，得不到二者各自的質(zhì)量，無法計(jì)算C與H的含量，
故答案為：不能達(dá)到．因?yàn)閴A石灰將同時吸收水蒸氣與CO₂，得不到二者各自的質(zhì)量，無法計(jì)算C與H的含量．

點(diǎn)評 本題考查了利用燃燒法確定有機(jī)物分子組成的知識，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算能力的考查，難度不大，根據(jù)原子守恒法來求解有機(jī)物分子組成解答，難度中等，關(guān)鍵在于理解實(shí)驗(yàn)原理．