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W g该种氨基酸放在纯氧气中充分燃烧，生成CO₂、H₂O和N₂．现用如图所示装置进行实验（铁架台、铁夹、酒精灯等未画出），请回答下列有关问题．

（1）实验开始时，首先打开止水夹a，关闭止水夹b，通一段时间的纯氧气，这样做的目的是排除装置内空气，避免它对实验造成干扰；之后，则需关闭止水夹a，打开止水夹b．
（2）以上装置中需要加热的有A、D（填装置代号）；操作时应先点燃A处的酒精灯．
（3）装置A中发生反应的化学方程式为C_xH_yO_xN_p+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$ xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{p}{2}$N₂
（4）装置D的作用是吸收未反应的氧气
（5）为将N₂所排水的体积测准，反应前应将连接E和F装置的玻璃导管中充满水（填“水”、“空气”或“O₂”），简述理由N₂将瓶E内的水首先排至导管中，其体积难以测定，为保证实验的精确度，使量筒内水的体积正好等于N₂的体积
（6）读取N₂所排水的体积时，要注意：视线与量筒内水的凹液面相平；移动量筒使其液面与瓶E内的水面在同一水平上
（7）实验中测得N₂的体积为V mL（已换算成标准状况）．为确定此氨基酸的分子式，还需要得到的数据有ABD（填字母）．
A．生成的CO₂气体的质量         B．生成水的质量
C．通入的氧气的体积             D．该氨基酸的摩尔质量
（8）如果将装置中的B、C连接顺序变为C、B，该实验的目的能否达到？简述理由：不能达到．因为碱石灰将同时吸收水蒸气与CO₂，得不到二者各自的质量，无法计算C与H的含量．

Answer 1

分析 根据题意可知，用燃烧法测定某种氨基酸（C_xH_yO_zN_p）的分子组成，用双氧水产生氧气，用纯氧气将C_xH_yO_zN_p氧化成二氧化碳、水和氮气，用氧化铜将未完全氧化的碳元素氧化成二氧化碳，用浓硫酸吸收水，用碱石灰吸收二氧化碳，用铜网吸收未反应的氧气，用排水量气法测得氮气的体积，为了准确测得各成分的质量，实验开始先用氧气将装置中的空气排尽，同时应按先吸收水，再吸收二氧化碳，再除氧气，最后测氮气的体积，根据元素守恒可计算出C_xH_yO_zN_p的组成，以此解答该题．

解答 解：根据题意可知，用燃烧法测定某种氨基酸（C_xH_yO_zN_p）的分子组成，用双氧水产生氧气，用纯氧气将C_xH_yO_zN_p氧化成二氧化碳、水和氮气，用氧化铜将未完全氧化的碳元素氧化成二氧化碳，用浓硫酸吸收水，用碱石灰吸收二氧化碳，用铜网吸收未反应的氧气，用排水量气法测得氮气的体积，为了准确测得各成分的质量，实验开始先用氧气将装置中的空气排尽，同时应按先吸收水，再吸收二氧化碳，再除氧气，最后测氮气的体积，根据元素守恒可计算出C_xH_yO_zN_p的组成，
（1）空气中的氮气会产生干扰，首先要通入一段时间的氧气，将装置中的N₂排净，之后，则需关闭止水夹a，打开b，
故答案为：排除装置内空气，避免它对实验造成干扰；a；b；
（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：A、D；A；
（3）氨基酸和氧气反应的化学方程式是：C_xH_yO_xN_p+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$ xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{p}{2}$N₂，
故答案为：C_xH_yO_xN_p+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$ xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O+$\frac{p}{2}$N₂；
（4）根据以上分析可知，铜网的作用是吸收未反应的O₂，保证最终收集到的气体是反应生成的N₂，
故答案为：吸收未反应的氧气；
（5）为将N₂所排水的体积测准，反应前应将连接E和F装置的玻璃导管中充满水，原因是N₂将瓶E内的水首先排至导管中，其体积难以测定，为保证实验的精确度，使量筒内水的体积正好等于N₂的体积，
故答案为：水；N₂将瓶E内的水首先排至导管中，其体积难以测定，为保证实验的精确度，使量筒内水的体积正好等于N₂的体积；
（6）读数时必须保证压强相同，所以注意事项是①量筒中的液面应与广口瓶中的液面相持平；其次②视线应与刻度线和凹液面最低点相切，
故答案为：视线与量筒内水的凹液面相平；移动量筒使其液面与瓶E内的水面在同一水平上；
（7）根据上面的分析可知，为了确定此氨基酸的分子式，除了准确测量N₂的体积外，还需得到氨基酸的摩尔质量、生成二氧化碳气体的质量、生成水的质量，
故答案为：A、B、D；
（8）如果将装置中的B、C连接顺序变为C、B，因为碱石灰将同时吸收水蒸气与CO₂，得不到二者各自的质量，无法计算C与H的含量，
故答案为：不能达到．因为碱石灰将同时吸收水蒸气与CO₂，得不到二者各自的质量，无法计算C与H的含量．

点评 本题考查了利用燃烧法确定有机物分子组成的知识，为高频考点，侧重于学生的分析、实验和计算能力的考查，难度不大，根据原子守恒法来求解有机物分子组成解答，难度中等，关键在于理解实验原理．