Question

凯氏定氮法测定奶粉中蛋白质含量的步骤如下：
①样品处理：准确称取奶粉试样1.000g置于烧瓶中，加入足量不含氮元素的试剂A，一定条件下充分反应，产物用水溶解并冷却后全部转移至100mL容量瓶中定容．
②碱化蒸馏：量取容量瓶中溶液10.00mL转移至如图所示的反应管中，再加入足量NaOH溶液，塞好进样口橡皮塞．通入高温水蒸气．用吸收剂吸收产生的气体．
③滴定：向吸收气体后的溶液中滴加2滴指示剂，用0.01mol/L HCl标准溶液滴定至终点．已知：
吸收剂中发生的反应为：NH₃+4H₃BO₃═NH₄HB₄O₇+5H₂O；
滴定时发生的反应为：NH₄HB₄O₇+HCl+5H₂O═NH₄Cl+4H₃BO₃．
根据以上知识回答下列问题：
1 样品处理的目的是

 

；通入高温水蒸汽的作用除加热外，还有

 

．
（2）冷凝管的作用是冷凝、导气、

 

．
（3）若蛋白质中氮元素的平均含量为16.0%，滴定终点时消耗盐酸标准液15.50mL，则该奶粉中蛋白质的含量为

 

%．
（4）凯氏定氮法测定奶粉中蛋白质含量灵敏度高，操作简单，缺点是

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：凯氏定氮法测定奶粉中蛋白质含量原理为：通过样品处理把氮元素转化为NH₄⁺，加入氢氧化钠转化为氨气，用吸收剂吸收转化为NH₄HB₄O₇，用盐酸滴定，通过消耗盐酸的量来计算氮元素的含量和蛋白质的含量．
（1）从测量步骤可知样品处理目的是把蛋白质中氮元素转化为NH₄⁺；氨水不稳定，温度高分解成氨气挥发，温度高可使反应中生成的氨气全部进入吸收液；
（2）根据氨气的性质考虑冷凝管的作用；
（3）根据滴定终点时消耗盐酸标准液15.50mL可计算出消耗盐酸的物质的量，盐酸的物质的量和氮元素的物质的量相等，设该奶粉中蛋白质的质量分数为x，则可以得出关系式：0.0155L×0.01mol/L×10×14g/mol=1.000g×16%×x，从而计算出此奶粉中蛋白质的质量分数；
（4）测定原理为：把蛋白质样品用强酸处理，使其中的氮元素释放出来，通过测定氮元素的质量从而换算出蛋白质的含量，此方法的局限性很明显，它把样品中释放出来的N元素全部归为蛋白质中的N元素，而样品中释放出来的N元素也可能不是从蛋白质中来的．

解答： 解：（1）从测量步骤可知样品处理目的是把蛋白质中氮元素转化为NH₄⁺；氨水不稳定，温度高分解成氨气挥发，温度高可使反应中生成的氨气全部进入吸收液，
故答案为：将奶粉中氮元素全部转变为NH₄⁺；使反应中生成的氨气全部进入吸收液；
（2）反应管中产生的氨气在冷凝管中冷凝后进入锥形瓶中被吸收，由于氨气极易溶于水，易倒吸，冷凝管容积大，不易倒吸，故冷凝管还有防倒吸作用，
故答案为：防止倒吸；
（3）通过样品处理把氮元素转化为NH₄⁺，加入氢氧化钠转化为氨气，吸收剂中发生的反应为：NH₃+4H₃BO₃═NH₄HB₄O₇+5H₂O；
滴定时发生的反应为：NH₄HB₄O₇+HCl+5H₂O═NH₄Cl+4H₃BO₃，由此可找出关系式：
N～NH₃～NH₄HB₄O₇～HCl
14g               1mol
m             0.0155L×0.01mol/L
m=

14g×0.0155L×0.01mol/L

1mol

=0.00217g，则1.000g样品中含N：0.0217g，设该奶粉中蛋白质的质量分数为x，则可以得出关系式：
0.0217g=1.000g×16%×x，解得x=0.136=13.6%；故答案为：13.6；
（4）测定原理为：把蛋白质样品用中的氮元素释放出来，通过测定氮元素的质量从而换算出蛋白质的含量，此方法的局限性很明显，它把样品中释放出来的N元素全部归为蛋白质中的N元素，若样品中含有其他含氮化合物，则无法准确测定蛋白质的含量，故答案为：无法确定氮元素是否一定来自于蛋白质．

点评：本题考查了蛋白质含量的测定，中等难度，利用关系式可简化计算，注意结合题给信息和装置图解题．