Question

14．实验室用燃烧法测定某种氨基酸（C_xH_yO_zN_p）的分子组成．取n g该种氨基酸放在纯氧气中充分燃烧，生成CO₂、H₂O和N₂．现按图所示装置进行实验：请回答下列有关问题：

（1）实验开始时，首先要通入一段时间的氧气，其理由是排净系统中的N₂．
（2）以上装置中需要加热的仪器有AD（用字母填空）．操作时应先点燃D处的酒精灯．
（3）A装置中发生反应的化学方程式是C_xH_yO_zN_m+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{m}{2}$N₂．
（4）装置D的作用是吸收未反应的氧气，保证最终收集的气体为N₂．
（5）实验中测得N₂的体积为V mL（已折算为标准状况）．为确定此氨基酸的分子式，还需要的有关数据有ABD（用字母填空）．
A．生成CO₂气体的质量
B．生成H₂O的质量
C．通入O₂的体积
D．氨基酸的相对分子质量．

Answer 1

分析 该实验原理为：ng该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO₂、H₂O和N₂．装置B内盛放浓硫酸，吸收生成的水，根据装置B增重，确定ng该种氨基酸中含氢元素质量，根据F中水的体积确定氮气的体积，并由此确定待测氨基酸中含有的氮元素的质量，在计算氧元素的质量，确定分子中元素原子个数比，由此确定最简式，
（1）利用排水法测定氮气的体积，确定Wg该种氨基酸中含氮元素质量；
（2）氨基酸和氧气的反应，以及铜网和氧气的反应都需要加热；
（3）氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成二氧化碳、水和氮气；
（4）由反应原理可知，铜网吸收未反应的O₂；
（5）该原理可知，测出该种氨基酸分子式需要二氧化碳、水的质量以及氮气的体积，计算氧元素的质量，确定分子中元素原子个数比，再结合氨基酸的相对分子质量确定分子式．

解答 解：该实验原理为：ng该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO₂、H₂O和N₂．装置B内盛放浓硫酸，吸收生成的水，根据装置B增重，确定ng该种氨基酸中含氢元素质量，根据F中水的体积确定氮气的体积，并由此确定待测氨基酸中含有的氮元素的质量，在计算氧元素的质量，确定分子中元素原子个数比，由此确定最简式．
（1）装置的空气中含有N₂，影响生成氮气的体积测定，需将装置中的N₂排净，
故答案为：排净系统中的N₂；
（2）氨基酸和氧气的反应，以及铜网和氧气的反应都需要加热，应先点燃D处的酒精灯，吸收未反应的氧气，保证最终收集的气体为N₂，
故答案为：AD；D；
（3））氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成二氧化碳、水和氮气，反应的化学方程式是：C_xH_yO_zN_m+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{m}{2}$N₂，
故答案为：C_xH_yO_zN_m+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{m}{2}$N₂；
（4）由原理可知，气体进入装置E之前应该先将氧气除去，所以铜网的作用是吸收未反应的氧气，以保证最终收集的气体为N₂，
故答案为：吸收未反应的氧气，保证最终收集的气体为N₂；
（5）该原理可知，测出该种氨基酸分子式需要二氧化碳、水的质量以及氮气的体积，计算氧元素的质量，确定分子中元素原子个数比，再结合氨基酸的相对分子质量确定分子式，
故答案为：ABD．

点评 本题考查测定有机物分子中元素含量的方法，题目难度中等，明确实验原理为解答关键，注意根据原子守恒法进行分析，试题有利于提高学生的分析、理解能力及化学实验能力．