Question

實驗室用燃燒法測定某種氨基酸（CxHyOzNm）的分子組成．取W g該種氨基酸放在純氧中充分燃燒，生成二氧化碳、水和氮氣．按圖所示裝置進行實驗．

回答下列問題：
（1）實驗開始時，首先通入一段時間的氧氣，其理由是

 

．
（2）以上裝置中需要加熱的儀器有

 

（填寫字母），操作時應先點燃

 

處的酒精燈．
（3）A裝置中發(fā)生反應的化學方程式是

 

．
（4）D裝置的作用是

 

．
（5）讀取氮氣的體積時，應注意：①

 

；②

 

．
（6）實驗中測得氮氣的體積為V mL（標準狀況），為確定此氨基酸的分子式，還需要的有關數據有

 

（填編號）．
A．生成二氧化碳氣體的質量       B．生成水的質量
C．通入氧氣的體積               D．氨基酸的相對分子質量．

Answer 1

考點：氨基酸、蛋白質的結構和性質特點,探究物質的組成或測量物質的含量

專題：糖類與蛋白質專題

分析：該實驗原理為：Wg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Wg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）由原理可知，銅網吸收未反應的O₂；
（5）根據讀數時必須保證壓強相同進行分析；
（6）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比，再結合氨基酸的相對分子質量確定分子式．

解答： 解：首先觀察裝置圖，很容易看出在A中是氨基酸的燃燒，在B中是吸收生成的水，在C中是吸收產生的二氧化碳，D的設計是除掉多余的氧氣，E和F的設計目的是通過量氣的方式測量氮氣的體積．在這個基礎上，根據本實驗的目的是測定某種氨基酸（C_xH_yO_zN_m）的分子組成，需要測量的是二氧化碳、水和氮氣的量，這三個量可以確定氨基酸的實驗式，所以再加上氨基酸的相對分子質量就可以確定氨基酸的分子式．根據這個原理，實驗的準確性取決于二氧化碳、水和氮氣的量的測量，而且關鍵是氮氣的量的測量，對氮氣量的測量最可能產生影響的就是原裝置中的氮氣和過量的氧氣，所以一開始就應該先通氧氣將原裝置中空氣排盡，而在測量氮氣前，將過量的氧氣排盡．
該實驗原理為：Wg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Wg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：將裝置中的N₂排凈；
（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+

y

4

-

z

2

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O+

m

2

N₂，
故答案為：C_xH_yO_zN_m+（x+

y

4

-

z

2

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O+

m

2

N₂；
（4）由原理可知，銅網吸收未反應的氧氣，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）讀數時必須保證壓強相同，所以注意事項是①量筒中的液面應與廣口瓶中的液面相持平；其次②視線應與刻度線和凹液面最低點相切，
故答案為：①量筒內液面與廣口瓶中的液面相持平　②視線與凹液面最低處相切；
（6）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：本題考查學生利用燃燒法確定有機物分子組成的知識，根據原子守恒法來解答，難度不大，關鍵在于理解實驗原理．