Question

14．實驗室用燃燒法測定某種氨基酸（C_xH_yO_zN_p）的分子組成．取n g該種氨基酸放在純氧氣中充分燃燒，生成CO₂、H₂O和N₂．現(xiàn)按圖所示裝置進行實驗：請回答下列有關問題：

（1）實驗開始時，首先要通入一段時間的氧氣，其理由是排凈系統(tǒng)中的N₂．
（2）以上裝置中需要加熱的儀器有AD（用字母填空）．操作時應先點燃D處的酒精燈．
（3）A裝置中發(fā)生反應的化學方程式是C_xH_yO_zN_m+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{m}{2}$N₂．
（4）裝置D的作用是吸收未反應的氧氣，保證最終收集的氣體為N₂．
（5）實驗中測得N₂的體積為V mL（已折算為標準狀況）．為確定此氨基酸的分子式，還需要的有關數(shù)據有ABD（用字母填空）．
A．生成CO₂氣體的質量
B．生成H₂O的質量
C．通入O₂的體積
D．氨基酸的相對分子質量．

Answer 1

分析 該實驗原理為：ng該種氨基酸放在純氧中充分燃燒，生成CO₂、H₂O和N₂．裝置B內盛放濃硫酸，吸收生成的水，根據裝置B增重，確定ng該種氨基酸中含氫元素質量，根據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量，在計算氧元素的質量，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量；
（2）氨基酸和氧氣的反應，以及銅網和氧氣的反應都需要加熱；
（3）氨基酸放在純氧中充分燃燒，生成二氧化碳、水和氮氣；
（4）由反應原理可知，銅網吸收未反應的O₂；
（5）該原理可知，測出該種氨基酸分子式需要二氧化碳、水的質量以及氮氣的體積，計算氧元素的質量，確定分子中元素原子個數(shù)比，再結合氨基酸的相對分子質量確定分子式．

解答 解：該實驗原理為：ng該種氨基酸放在純氧中充分燃燒，生成CO₂、H₂O和N₂．裝置B內盛放濃硫酸，吸收生成的水，根據裝置B增重，確定ng該種氨基酸中含氫元素質量，根據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量，在計算氧元素的質量，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：排凈系統(tǒng)中的N₂；
（2）氨基酸和氧氣的反應，以及銅網和氧氣的反應都需要加熱，應先點燃D處的酒精燈，吸收未反應的氧氣，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，反應的化學方程式是：C_xH_yO_zN_m+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{m}{2}$N₂，
故答案為：C_xH_yO_zN_m+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{m}{2}$N₂；
（4）由原理可知，氣體進入裝置E之前應該先將氧氣除去，所以銅網的作用是吸收未反應的氧氣，以保證最終收集的氣體為N₂，
故答案為：吸收未反應的氧氣，保證最終收集的氣體為N₂；
（5）該原理可知，測出該種氨基酸分子式需要二氧化碳、水的質量以及氮氣的體積，計算氧元素的質量，確定分子中元素原子個數(shù)比，再結合氨基酸的相對分子質量確定分子式，
故答案為：ABD．

點評 本題考查測定有機物分子中元素含量的方法，題目難度中等，明確實驗原理為解答關鍵，注意根據原子守恒法進行分析，試題有利于提高學生的分析、理解能力及化學實驗能力．