Question

凱氏定氮法測定奶粉中蛋白質(zhì)含量的步驟如下：
①樣品處理：準確稱取奶粉試樣1.000g置于燒瓶中，加入足量不含氮元素的試劑A，一定條件下充分反應，產(chǎn)物用水溶解并冷卻后全部轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中定容．
②堿化蒸餾：量取容量瓶中溶液10.00mL轉(zhuǎn)移至如圖所示的反應管中，再加入足量NaOH溶液，塞好進樣口橡皮塞．通入高溫水蒸氣．用吸收劑吸收產(chǎn)生的氣體．
③滴定：向吸收氣體后的溶液中滴加2滴指示劑，用0.01mol/L HCl標準溶液滴定至終點．已知：
吸收劑中發(fā)生的反應為：NH₃+4H₃BO₃═NH₄HB₄O₇+5H₂O；
滴定時發(fā)生的反應為：NH₄HB₄O₇+HCl+5H₂O═NH₄Cl+4H₃BO₃．
根據(jù)以上知識回答下列問題：
1 樣品處理的目的是

 

；通入高溫水蒸汽的作用除加熱外，還有

 

．
（2）冷凝管的作用是冷凝、導氣、

 

．
（3）若蛋白質(zhì)中氮元素的平均含量為16.0%，滴定終點時消耗鹽酸標準液15.50mL，則該奶粉中蛋白質(zhì)的含量為

 

%．
（4）凱氏定氮法測定奶粉中蛋白質(zhì)含量靈敏度高，操作簡單，缺點是

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：凱氏定氮法測定奶粉中蛋白質(zhì)含量原理為：通過樣品處理把氮元素轉(zhuǎn)化為NH₄⁺，加入氫氧化鈉轉(zhuǎn)化為氨氣，用吸收劑吸收轉(zhuǎn)化為NH₄HB₄O₇，用鹽酸滴定，通過消耗鹽酸的量來計算氮元素的含量和蛋白質(zhì)的含量．
（1）從測量步驟可知樣品處理目的是把蛋白質(zhì)中氮元素轉(zhuǎn)化為NH₄⁺；氨水不穩(wěn)定，溫度高分解成氨氣揮發(fā)，溫度高可使反應中生成的氨氣全部進入吸收液；
（2）根據(jù)氨氣的性質(zhì)考慮冷凝管的作用；
（3）根據(jù)滴定終點時消耗鹽酸標準液15.50mL可計算出消耗鹽酸的物質(zhì)的量，鹽酸的物質(zhì)的量和氮元素的物質(zhì)的量相等，設該奶粉中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為x，則可以得出關系式：0.0155L×0.01mol/L×10×14g/mol=1.000g×16%×x，從而計算出此奶粉中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)；
（4）測定原理為：把蛋白質(zhì)樣品用強酸處理，使其中的氮元素釋放出來，通過測定氮元素的質(zhì)量從而換算出蛋白質(zhì)的含量，此方法的局限性很明顯，它把樣品中釋放出來的N元素全部歸為蛋白質(zhì)中的N元素，而樣品中釋放出來的N元素也可能不是從蛋白質(zhì)中來的．

解答： 解：（1）從測量步驟可知樣品處理目的是把蛋白質(zhì)中氮元素轉(zhuǎn)化為NH₄⁺；氨水不穩(wěn)定，溫度高分解成氨氣揮發(fā)，溫度高可使反應中生成的氨氣全部進入吸收液，
故答案為：將奶粉中氮元素全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹H₄⁺；使反應中生成的氨氣全部進入吸收液；
（2）反應管中產(chǎn)生的氨氣在冷凝管中冷凝后進入錐形瓶中被吸收，由于氨氣極易溶于水，易倒吸，冷凝管容積大，不易倒吸，故冷凝管還有防倒吸作用，
故答案為：防止倒吸；
（3）通過樣品處理把氮元素轉(zhuǎn)化為NH₄⁺，加入氫氧化鈉轉(zhuǎn)化為氨氣，吸收劑中發(fā)生的反應為：NH₃+4H₃BO₃═NH₄HB₄O₇+5H₂O；
滴定時發(fā)生的反應為：NH₄HB₄O₇+HCl+5H₂O═NH₄Cl+4H₃BO₃，由此可找出關系式：
N～NH₃～NH₄HB₄O₇～HCl
14g               1mol
m             0.0155L×0.01mol/L
m=

14g×0.0155L×0.01mol/L

1mol

=0.00217g，則1.000g樣品中含N：0.0217g，設該奶粉中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為x，則可以得出關系式：
0.0217g=1.000g×16%×x，解得x=0.136=13.6%；故答案為：13.6；
（4）測定原理為：把蛋白質(zhì)樣品用中的氮元素釋放出來，通過測定氮元素的質(zhì)量從而換算出蛋白質(zhì)的含量，此方法的局限性很明顯，它把樣品中釋放出來的N元素全部歸為蛋白質(zhì)中的N元素，若樣品中含有其他含氮化合物，則無法準確測定蛋白質(zhì)的含量，故答案為：無法確定氮元素是否一定來自于蛋白質(zhì)．

點評：本題考查了蛋白質(zhì)含量的測定，中等難度，利用關系式可簡化計算，注意結(jié)合題給信息和裝置圖解題．