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首页 高中化学知识 氨基酸 测定物质组成、成分含量 物质的量的有关计算 试题正文
  • 问答题
    三聚氰胺（分子式C3H6N6）是一种有机化工产品．近年来，不法分子为虚增奶粉蛋白质的检出量，将三聚氰胺添加进婴幼儿奶粉中，使许多婴幼儿长期服用后产生结石，严重影响了健康．不法分子将三聚氰胺添进奶粉中，利用了检测蛋白质含量的凯氏定氮法是通过测奶粉含氮量再换算成蛋白质的特点，换算方法：蛋白质平均含氮的质量分数为16%，即每克氮相当于6.25g蛋白质．
    运用化学知识分析回答下列问题
    （1）三聚氰胺含氮的质量分数为（可用计算式表示）：______
    （2）根据国家质检总局9月16日公布婴幼儿奶粉抽检结果：三鹿牌婴幼儿配方乳粉中三聚氰胺的最高含量为2563.00mg∥kg，则该类奶粉中每1000g虚增蛋白质的质量（可用计算式表示，计算式中可不带单位）为：______g
    （3）为测定某有问题的奶粉样品中蛋白质的含量，研究人员分别进行了两种方法的实验：
    方法I：凯氏定氮法
    ①称取3.50g样品，用浓硫酸使氮转化为铵盐；
    ②加入足量浓的强碱液充分反应将氨蒸出；
    ③用过量硼酸吸收所得的氨[2NH3+4H3BO3=（NH4）2B4O7+5H2O]；
    ④加入指示剂并用标准的盐酸滴定：[（NH4）2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3]，消耗盐酸10.00mL；
    ⑤另取0.321g纯的NH4Cl，重复②～④的操作步骤，最终耗去标准盐酸50.00mL．所用标准盐酸的物质的量浓度是（结果保留小数点后2位数字，下同）______，方法I测得奶粉中蛋白质的质量分数是______．
    方法Ⅱ：国际标准（ISO 8968）法．
    实际上就是在凯氏定氮法之前多一道步骤，过程如下：
    称取3.50g样品先用三氯乙酸处理，三氯乙酸能让蛋白质形成沉淀，过滤后，将沉淀用浓硫酸使氮转化为铵盐；再继续方法I中的②～④操作，记录消耗盐酸8.00mL，则此法所测得奶粉中蛋白质的质量分数是______；若该奶粉中虚增蛋白质含量是添加三聚氰胺所致，则该类奶粉中每1000g中添加三聚氰胺的质量为______g．
    本题信息：2009年宜宾模拟化学问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “三聚氰胺（分子式C3H6N6）是一种有机化工产品．近年来，不法分子为虚增奶粉蛋白质的检出量，将三聚氰胺添加进婴幼儿奶粉中，使许多婴幼儿长期服用后产生结石...” 主要考查您对

氨基酸

测定物质组成、成分含量

物质的量的有关计算

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氨基酸的结构：

氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。组成蛋白质的氢基酸几乎都是α一氨基酸，其结构简式为

如甘氨酸(氨基乙酸)：
丙氨酸(α一氨基丙酸)：
谷氨酸(2一氨基一1，5一戊二酸)：


氨基酸的性质：

(1)物理性质天然的氨基酸均为无色晶体，熔点较高，在200～ 300℃熔化时分解。它们能溶于强酸或强碱溶液，除少数外一般都能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚。
(2)化学性质
a．氨基酸的两性
氨基酸分子中一COOH是酸性基团，一NH2是碱性基因。因此，氨基酸是两性化合物，它既可以与酸反应，也可以与碱反应，且都生成盐。

b．成肽反应
两个氨基酸分子(可以相同，也可以不同)，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基问脱去一分子水，缩合形成含有肽踺的化合物，称为成肽反应。由两个氨基酸分子脱水后形成的含有肽键的化合物称为二肽。二肽还可以继续与其他氨基酸分子脱水生成三肽、四肽、五肽以至生成长链的多肽。


 定量实验介绍：


燃烧法测定氨基酸的组成：

实验室用燃烧法测定某种氨基酸（CxHyOzNp）的分子组成。取Wg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2。现按下图所示装置进行实验。

①实验开始时，首先要通入一段时间的氧气，目的是排除体系中的N2。
②D装置的作用是吸收未反应的O2，保证最终收集的气体是N2。
③读取N2体积时，应注意：量筒内液面与广口瓶中的液面相持平视线与凹液面最低处相切。
④实验中测得N2的体积为ＶmL(已折算为标准状况)。为确定此氨基酸的分子式，还需要的有关数据为生成二氧化碳气体的质量、生成水的质量、氨基酸的相对分子质量

用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量：
实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量，反应的化学方程式为:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)、m(H2O)]时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。
装置图：
 
①连接顺序为：bcacd
②d中浓硫酸的作用是吸收未反应的氨、防止空气中水分进入；实验完毕时观察到a中的现象是固体由黑色转变为红色；
③Cu的相对原子质量的表达式

计算物质的量浓度时应注意的问题:

物质的量浓度是表示溶液组成的一个重要物理量，是高中化学的重要内容之一。应用时要注意以下几方面的问题：
1．注意溶质是什么
对有些特殊情况要注意辨别，不能出错。如SO2、CuSO4·5H2O等溶于水后所得溶液中的溶质分别为 H2SO4和CuSO4，进行有关氨水的浓度计算时以NH3 为溶质来计算等。
2．注意溶液的体积
主要注意两点：一是不能用水的体积代替溶液的体积；二是当题设未给溶液密度时，可将各溶液(一般为稀溶液)的体积相加(如溶液混合、稀释)，认为其和为溶液的总体积；当给出密度时，则需通过密度求溶液的最终体积。
3．注意单位运算
在概念理解及应用中，要注意各物理量的单位．一是各物理量的单位要相互匹配，二是从单位运算人手．能简化解题思路，快速求解。
4．注意溶解度的影响
第一，物质的量浓度适用于表示不饱和及饱和溶液中溶质与溶剂的关系，不适用于过饱和溶液(溶质未溶解完全)；
第二，注意一些典型问题，如Ca(OH)2的溶解度随温度变化情况及气体物质在溶剂中的溶解问题等。
5．注意密度变化规律
在溶液混合和溶液稀释等问题中，在注意溶液体积变化的同时，还要考虑溶液密度的变化对溶质物质的量浓度的影响。如强酸、强碱、盐等溶液的密度随浓度增大而增大；氨水、乙醇等溶液的密度随浓度增大而减小。
6．注意实验情景
在计算溶液配制或溶液稀释等问题中物质的量浓度时，一要注意不能把水的体积当作溶液的体积；二是配制溶液时，要注意容量瓶规格与所需溶液体积的关系。因容量瓶的规格是固定的，所以选用的容量瓶的规格要等于或略大于所需溶液的体积。
7．注意物质与其组成粒子的关系
物质与其组成粒子的物质的量、物质的量浓度之间的关系可以通过电离方程式进行分析。如Na2SO4 溶液中c(Na+)=2c(SO42-)=2c(Na2SO4)。


以物质的量为核心的演绎公式:

1．溶液稀释定律
(1)对于已知质量分数溶液的稀释：稀释前后溶质的质量不变，即：
(2)对于已知物质的量浓度溶液的稀释：稀释前后溶质的物质的量不变，即：
2．物质的量浓度与溶质质量分数的换算
 
3．溶解度S与溶质质量分数ω的换算
 
4．溶解度与饱和溶液物质的量浓度的换算

5．标准状况下气体溶于水后所得溶液的物质的量浓度的计算

式中V为标准状况下气体的体积(L)，V(H2O)为水的体积(L)，ρ为溶液的密度(g·cm-3)。
6．相对密度(D)的计算及意义两种气体在同温同压下的密度之比即为相对密度，显然，它等于相对分子质量(或摩尔质量)之比，即


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