Question

蛋白質是一種含氮的有機高分子化合物．現代食品工業普遍采用一種叫做“凱氏定氮法”的方法來測定蛋白質的含量．測定原理為：把蛋白質樣品用強酸處理，使其中的氮元素釋放出來，通過測定氮元素的質量從而換算出蛋白質的含量．
（1）準確稱量1.0g某品牌奶粉置于凱氏定氮器中，在一定條件下完全反應，使奶粉蛋白質中的氮元素全部轉化為（NH₄）₂SO₄．
（2）將（NH₄）₂SO₄與NaOH反應．寫出發生反應的化學方程式：

 

．
再將生成的NH₃用硼酸（H₃BO₃）溶液完全吸收，發生的化學反應如下：2NH₃+4H₃BO₃=（NH₄）₂B₄O₇+5H₂O，（NH₄）₂B₄O₇屬于

 

類物質（填酸、堿、鹽或氧化物）．
（3）用溶質質量分數為0.365%的鹽酸與（NH₄）₂B₄O₇完全反應，消耗鹽酸的質量為20.0g，反應的化學方程式如下：
（NH₄）₂B₄O₇+2HCl+5H₂O=2NH₄Cl+4H₃BO₃ ；則根據上述反應可計算出1.0g奶粉樣品中氮元素的質量為

 

．若蛋白質中氮元素的平均含量為16.0%，此奶粉中蛋白質的質量分數為

 

．
凱氏定氮法測定奶粉中蛋白質含量靈敏度高，操作簡單．但在2008年“三鹿奶粉事件”中，卻暴露出了這種方法的缺點．你認為其缺點是

 

．

Answer 1

分析：（2）根據（NH₄）₂SO₄與NaOH的反應原理：（NH₄）₂SO₄與NaOH發生復分解反應；根據鹽的概念判斷：金屬離子和酸根離子構成的化合物；
（3）結合題意再根據此方程式（NH₄）₂B₄O₇+2HCl+5H₂O=2NH₄Cl+4H₃BO₃可以計算出（NH₄）₂B₄O₇的質量，根據N元素守恒，
即（NH₄）₂B₄O₇中的氮元素來自1.0g奶粉，所以只要計算出（NH₄）₂B₄O₇中的氮元素質量即可計算出該奶粉中N元素的含量；
根據N元素守恒，設此奶粉中蛋白質的質量分數為x，則可以得到關系式0.028=1×16%x，從而計算出此奶粉中蛋白質的質量分數；因為“凱氏定氮法”的原理是用其它方法讓蛋白質樣品中的N元素釋放出來，然后通過測定氮元素的質量從而換算出蛋白質的含量．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中來的．

解答：答：（2）（NH₄）₂SO₄可以與NaOH反應，化學方程式為：（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+H₂O，
鹽：電離時生成金屬陽離子（或NH4）和酸根離子的化合物，叫鹽．所以（NH₄）₂B₄O₇屬于鹽．
故答案為：：（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+H₂O，鹽
（3）設消耗20g鹽酸需要（NH₄）₂B₄O₇中的N元素x，則
（NH₄）₂B₄O₇+2HCl+5H₂O=2NH₄Cl+4H₃BO₃
28          73
x           20×0.365%

28

73

=

x

20×0.365%

解得x=0.028g
根據題意可知，該奶粉中的N元素都轉化為了（NH₄）₂B₄O₇中的N元素，即1.0g奶粉中含N元素的質量為0.028g
又因為蛋白質中氮元素的平均含量為16.0%，所以含0.028gN元素的蛋白質的質量=

0.028

0.16

=0.175g，
所以此奶粉中蛋白質的含量=

0.175

1

×100%=17.5%
因為此方法是讓蛋白質中的N原素釋放出來，通過測定氮元素的質量從而換算出蛋白質的含量．可見該方法有局限性，若奶粉中含有其他含氮化合物，則無法準確測出蛋白質含量．
故答案為：0.028g    17.5%    缺點：若奶粉中含有其他含氮化合物，則無法準確測出蛋白質含量．

點評：在有關化學方程式的計算中，利用元素守恒法可以省去很多中間步驟，從而簡化計算過程．