Question

蛋白質在一定條件下與濃硫酸反應可轉化為硫酸銨，后者在濃氫氧化鈉溶液和水蒸氣作用下，其中氮元素可轉化為氨析出．現用30.0mL的牛奶進行上述實驗，將牛奶中的蛋白質里的氮元素完全轉化為氨，再用50.0ml0.500mol?L^-1硫酸溶液吸收析出的氨，剩余的酸用38.0ml1.00mol?L^-1氫氧化鈉溶液可恰好完全中和．問：
（1）30.0mL牛奶中含有多少g氮？
（2）如果蛋白質中含氮16%（質量分數），則牛奶中蛋白質的質量分數是多少？（已知牛奶密度是1.03g?mL^-1）

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）根據氫氧化鈉計算剩余的硫酸，進而計算與氨氣反應的硫酸的物質的量，再根據關系式2N～2NH₃～H₂SO₄計算氮元素的質量；
（2）根據m=ρV計算30mL牛奶的質量，m（牛奶）×ω（蛋白質）×ω（蛋白質中N元素）=m（牛奶中N元素），據此計算蛋白質質量分數．

解答： 解：（1）令38mL1.00mol?L^-1的 NaOH溶液中和硫酸的物質的量為n，則：
        2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
        2         1
0.038L×1mol/L    n
解得：n=0.038L×1mol/L×

1

2

=0.019mol
故吸收氨氣的硫酸的物質的量為：0.500mol?L^-1×0.05mL-0.019mol=0.006mol
令30.0mL牛奶中氮元素的質量是m，則：
  2N～2NH₃～H₂SO₄
28g         1mol
m            0.006mol
所以m=28g×

0.006mol

1mol

=0.168g
答：30.0mL牛奶中氮元素的質量是0.168g；
（2）30mL牛奶的質量為：30mL×1.03g?mL^-1=30.9g
所以30.9g×ω（蛋白質）×16.0%=0.168g
解得：ω（蛋白質）=3.4%
答：該牛奶中蛋白質的質量分數為3.4%．

點評：本題考查根據方程式的計算、質量分數的有關計算，難度不大，根據N元素守恒確定蛋白質中氮元素與硫酸反應的關系式是解題關鍵．