实验室用燃烧法测定某种α-氨基酸X (CxHyOzNp)的分子组成.取1.67g X放在纯氧中充分燃烧,生成CO2、H2O和N2.现用下图所示装置进行实验(铁架台、铁夹、酒精灯等未画出),请回答有关问题:
(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,这样做的目的是
______;之后则需关闭止水夹______,打开止水夹______.
(2)以上装置中需要加热的有(填装置代号)______.操作时应先点燃______处的酒精灯.
(3)装置D的作用是______
(4)实验结果:
①B中浓硫酸增重0.81g,C中碱石灰增重3.52g,F中收集到112mL标准状况气体.
②X的相对分子质量为167,它是通过______测定的(填一种现代化学仪器)试通过计算确定该有机物X的分子式(写出计算过程).
(1)根据装置的空气中含有N2,需将装置中的N2排净,故答案为:将装置中的N2排净;a;b;
(2)因α-氨基酸放在纯氧中充分燃烧;因铜网和氧气在加热条件下反应除去未反应的氧气,则A、D处需要加热;因操作时应先除去氧气,以防止影响N2的体积的测定,
故答案为:A和D;D;
(3)根据铜网和氧气在加热条件下反应除去未反应完氧气,故答案:吸收未反应的O2,保证最终收集到的气体是反应生成的N2;
(4)因测定相对分子质量用质谱仪来;
因碱石灰质量增加量为CO2的质量,CO2的质量为3.52g,其物质的量为
=0.08mol,n(C)=0.08mol,m(C)=0.08mol×12g/mol=0.96g,3.52g 44g/mol
因浓硫酸质量增加量为水的质量,H2O的质量为0.81g,其物质的量为
=0.045mol,n(H)=0.09mol,m(H)=0.09g,0.81g 18g/mol
因氮气的体积为N2为112mL,其物质的量为
=0.005mol,n(N)=0.01mol,m(N)=0.14g,0.112L 22.4L/mol
因m(C)+m(H)+m(N)=1.19g,所以m(O)=1.67g-1.19g=0.48g,n(O)=
=0.03mol,0.48g 16g/mol
X的物质的量为
=0.01mol,所以0.01molX中含有C0.08molC,0.09molH,0.01molN,0.03molO,所以该有机物X的分子式为C8H9NO3.1.67g 167g/mol
故答案为:质谱仪;该有机物X的分子式为C8H9NO3.