Question

蛋白質(zhì)主要由氨基酸組成，平均含氮量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為16%左右．國際通行的檢測蛋白質(zhì)的方法是“凱式定氮法”--以測出的含氮量乘以一定系數(shù)來估算蛋白質(zhì)的含量．幾年前，由于某些不合格奶粉和偽劣奶粉中蛋白質(zhì)含量不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致了安徽阜陽“大頭娃娃”事件的發(fā)生，此事曝光后，不法分子鉆“凱式定氮法”的檢測漏洞，通過在奶制品中添加含氮量高達(dá)66.7%的三聚氰胺（C₃H₆N₆）來造成蛋白質(zhì)含量達(dá)標(biāo)的假象，由此又導(dǎo)致了石家莊三鹿“問題奶粉”事件的發(fā)生．
（1）若蛋白質(zhì)的含氮量以16%計(jì)，則“凱式定氮法”中以含氮量來估算蛋白質(zhì)含量所乘以的系數(shù)應(yīng)為

 

．
（2）凱式定氮法的主要原理為：將樣品與硫酸和催化劑一起加熱，使蛋白質(zhì)分解，產(chǎn)生的氨用硼酸吸收后再以鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù)，即為蛋白質(zhì)含量．某課外活動(dòng)小組同學(xué)測定液態(tài)奶含氮量的實(shí)驗(yàn)過程如下：

其具體步驟如下：
Ⅰ．在燒杯中加入10.00mL液態(tài)奶和輔助試劑，加熱充分反應(yīng)；
Ⅱ．將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到大試管中；
Ⅲ．按如圖裝置向大試管中加入10.00mL 40%的NaOH溶液，再用水蒸氣將生成的NH₃吹出，并用H₃BO₃溶液吸收吹出的NH₃（加熱裝置未畫出）；

Ⅳ．取下錐形瓶，滴加指示劑，用0.1000mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定；
Ⅴ．重復(fù)測定兩次，再用10.00mL蒸餾水代替液態(tài)奶進(jìn)行上述操作．
有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下：

編號	樣品和輔助試劑	消耗鹽酸體積
1	10.00mL液態(tài)奶、0.2g催化劑、20mL濃硫酸	33.45mL
2	10.00mL液態(tài)奶、0.2g催化劑、20mL濃硫酸	33.55mL
3	10.00mL液態(tài)奶、0.2g催化劑、20mL濃硫酸	33.50mL
4	10.00mL蒸餾水、0.2g催化劑、20mL濃硫酸	1.50mL

請回答下列問題：
①在步驟Ⅲ的實(shí)驗(yàn)裝置中，需要加熱的儀器是

 

（填儀器名稱），長導(dǎo)管的作用是

 

，大試管中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

 

，冷卻水應(yīng)從

 

（填字母代號）口進(jìn)入．
②設(shè)計(jì)4號空白對照實(shí)驗(yàn)的目的是

 

．
③滴定時(shí)（NH₄）₂B₄O₇重新轉(zhuǎn)化為H₃BO₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
④計(jì)算10.00mL液態(tài)奶中的含氮量應(yīng)代入計(jì)算式的鹽酸體積是

 

 mL，該液態(tài)奶的含氮量為

 

 mg/mL．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蛋白質(zhì)中含氮量計(jì)算出系數(shù)；
（2）①根據(jù)反應(yīng)原理判斷需要加熱的儀器；根據(jù)反應(yīng)裝置壓力過大可能會發(fā)生危險(xiǎn)及冷卻時(shí)可能發(fā)生倒吸現(xiàn)象進(jìn)行判斷長導(dǎo)管的作用；大試管中硫酸銨中的銨離子與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氨氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；根據(jù)冷凝管采用逆向通水判斷；
②根據(jù)4號空白對照實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛳�除其它試劑、�?shí)驗(yàn)操作等因素引起的誤差解答；
③根據(jù)反應(yīng)物為（NH₄）₂B₄O₇和氯化氫，生成為硼酸和氯化銨寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
④根據(jù)N元素守恒，及滴定反應(yīng)找出N原子與HCl的關(guān)系式，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算，注意鹽酸的體積取3次滴定的平均值減去1.5ml（不含奶時(shí)消耗鹽酸的體積為1.5ml）．

解答：解：（1）蛋白質(zhì)的含氮量為16%，則以含氮量來估算蛋白質(zhì)含量所乘以的系數(shù)應(yīng)為：

1

16%

=6.25，
故答案為：6.25；  
（2）①凱式定氮法的主要原理為：將樣品與硫酸和催化劑一起加熱，使蛋白質(zhì)分解，所以需要加熱的是蒸餾燒瓶；加熱圓底燒瓶產(chǎn)生水蒸氣，進(jìn)入試管中將生成的氨氣吹出；加熱產(chǎn)生水蒸氣，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增加，長導(dǎo)管防止裝置中壓力過大而發(fā)生危險(xiǎn)，冷卻時(shí)防止發(fā)生倒吸，起安全管作用；根據(jù)反應(yīng)原理，大試管中硫酸銨與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氨氣，反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+OH^-

高溫  .

NH₃↑+H₂O；冷凝管的通水方向應(yīng)該為逆向通水，即從B進(jìn)水，
故答案為：圓底燒瓶；安全管（或：防止裝置中壓力過大而發(fā)生危險(xiǎn)；防止冷卻時(shí)發(fā)生倒吸）；NH₄⁺+OH^-

高溫  .

NH₃↑+H₂O；B；
②對照使用目的是消除其他試劑、實(shí)驗(yàn)操作等因素引起的誤差，不做空白對照實(shí)驗(yàn)，消耗的鹽酸量增大，引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高，
故答案為：消除其它試劑、實(shí)驗(yàn)操作等因素引起的誤差；
③滴定時(shí)（NH₄）₂B₄O₇重新轉(zhuǎn)化為H₃BO₃，同時(shí)反應(yīng)生成了氯化銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（NH₄）₂B₄O₇+2HCl+5H₂O=4H₃BO₃+2NH₄Cl，
故答案為：（NH₄）₂B₄O₇+2HCl+5H₂O=4H₃BO₃+2NH₄Cl；
④鹽酸的體積為：

33.45ml+33.55ml+33.50ml

3

-1.5ml=32.00ml=0.03200L，設(shè)10ml該液態(tài)奶的含氮量的質(zhì)量為mg，則
2N～（NH₄）₂B₄O₇～2HCl
28g             2mol
mg        0.03200L×0.1000mol/L
則m×2mol=28g×0.03200L×0.1000mol/L，
解得：m=0.0448g=44.8mg，
該液態(tài)奶的含氮量為

44.8mg

10mL

=4.480mg/mL；
故答案為：32.00；4.480．

點(diǎn)評：本題考查了蛋白質(zhì)中含氮量測定方法，題目難度較大，試題涉及了元素化合物、實(shí)驗(yàn)原理、化學(xué)計(jì)算等，側(cè)重考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方案理解、元素化合物的知識，難度較大，易錯(cuò)點(diǎn)為計(jì)算液態(tài)奶的含氮量時(shí)鹽酸體積應(yīng)為3次滴定的平均值減去1.5ml（不含奶時(shí)消耗鹽酸的體積為1.5ml）．