Question

5．學(xué)家李比希最早提出關(guān)于有機化合物中元素定量分析方法：用CuO作氧化劑（在氧氣流中）將有機物氧化，再對產(chǎn)物進行分析，從而確定有機物的實驗式．現(xiàn)取m g某種氨基酸（C_xH_yO_zN_p）在純氧中完全燃燒，生成CO₂、H₂O和N₂．實驗在如圖裝置中進行：

請回答下列問題：
（1）實驗開始時，先要通一段時間的氧氣，其理由是排裝置中的空氣，以利準確測定出F中的氮氣體積．
（2）裝置圖中需要加熱的儀器有（用字母填空，下同）AD，操作時應(yīng)先點燃D處的酒精燈．
（3）A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是C_xH_yO_zN_p+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{p}{2}$N₂．
（4）D裝置的作用是吸收未反應(yīng)的氧氣，保證最終收集的氣體是氮氣．
（5）讀取N₂的體積時，應(yīng)注意：①量筒內(nèi)液面與廣口瓶中液面在同一水平線上；②視線與凹液面在同一水平線上．
（6）實驗中測得N₂的體積為V mL（已折算成標準狀況下）．為確定此氨基酸的分子式，還需要的有關(guān)數(shù)據(jù)有ABD．
A．生成二氧化碳氣體質(zhì)量        B．生成水的質(zhì)量
C．通入氧氣的體積              D．氨基酸的相對分子質(zhì)量．

Answer 1

分析 利用氨基酸在純氧中完全燃燒生成CO₂、H₂O、N₂，通過測定生成的CO₂、H₂O、N₂的量確定實驗式，H₂O的質(zhì)量根據(jù)B裝置的增重得到，CO₂的質(zhì)量根據(jù)C裝置的增重得到，N₂的體積通過F測量．D裝置除去為反應(yīng)的氧氣，
（1）裝置內(nèi)有空氣，影響氮氣體積的測定；
（2）氨基酸燃燒需要加熱，用銅網(wǎng)除去未反應(yīng)的氧氣需要加熱；根據(jù)裝置AD的作用判斷點燃的酒精燈先后順序；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律寫出C_xH_yO_zN_p燃燒的化學(xué)方程式；
（4）為保證氨基酸完全燃燒需要通入過量的氧氣，過量的氧氣影響氮氣體積的測定；
（5）讀取N₂的體積時，應(yīng)冷卻至室溫，使量取裝置的集氣瓶內(nèi)氮氣的壓強與外界大氣壓一致，讀數(shù)時視線與凹液面在同一水平線上；
（6）通過實驗式及相對分子質(zhì)量可以確定此氨基酸的分子式．

解答 解：實驗利用氨基酸在純氧中完全燃燒生成CO₂、H₂O、N₂，通過測定生成的CO₂、H₂O、N₂的量確定實驗式，H₂O的質(zhì)量根據(jù)B裝置的增重得到，CO₂的質(zhì)量根據(jù)C裝置的增重得到，N₂的體積通過F測量．D裝置除去為反應(yīng)的氧氣，
（1）裝置內(nèi)有空氣，影響氮氣體積的測定，實驗開始時，先要通一段時間的氧氣，排裝置中的空氣，以利準確測定出F中的氮氣體積，
故答案為：排裝置中的空氣，以利準確測定出F中的氮氣體積；
（2）氨基酸燃燒需要加熱，用銅網(wǎng)除去未反應(yīng)的氧氣需要加熱，即裝置A、D需要加熱；為了避免氧氣進入裝置E，加熱時應(yīng)該先點燃D出的酒精燈，
故答案為：A、D；
（3）A裝置中C_xH_yO_zN_p燃燒的化學(xué)方程式為：C_xH_yO_zN_p+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂ $\stackrel{點燃}{→}$ xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{p}{2}$N₂，
故答案為：C_xH_yO_zN_p+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂ $\stackrel{點燃}{→}$ xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{p}{2}$N₂；
（4）為保證氨基酸完全燃燒需要通入過量的氧氣，過量的氧氣影響氮氣體積的測定，氧氣通過灼熱的銅網(wǎng)生成氧化銅，保證最終收集的氣體是氮氣，
故答案為：吸收未反應(yīng)的氧氣，保證最終收集的氣體是氮氣；
（5）讀取N₂的體積時，應(yīng)冷卻至室溫，量筒內(nèi)液面與廣口瓶中的液面在同一水平線上，視線與凹液面在同一水平線上，
故答案為：量筒內(nèi)液面與廣口瓶中液面在同一水平線上；視線與凹液面在同一水平線上；
（6）實驗中測得N₂的體積，還需要H₂O、CO₂的質(zhì)量可以計算該氨基酸的實驗式，通過實驗式及相對分子質(zhì)量可以確定此氨基酸的分子式，
故選：ABD．

點評 本題考查燃燒法確定有機物的組成、對實驗原理裝置的理解、實驗基本操作等知識，題目難度中等，理解實驗原理是解題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>