Question

【題目】2016年度國家科學(xué)技術(shù)獎授予我國諾貝爾獎獲得者屠呦呦，以表彰她在抗瘧疾青蒿素方面的研究。

【查閱資料】青蒿素為無色針狀晶體，熔點156~157℃，易溶于丙酮、氯仿和苯，在水幾乎不溶。

I.實驗室用乙醚提取青蒿素的工藝流程如下：

（1）在操作I前要對青蒿進行粉碎，其目的是__________________。

（2）操作II的名稱是_____________。

（3）操作III進行的是重結(jié)晶，其操作步驟為__________________________。

II．已知青蒿素是一種烴的含氧衍生物，為確定的化學(xué)式，有進行了如下實驗：

實驗步驟：

①連接裝置，檢查裝置的氣密性。

② 稱量E、F中儀器及藥品的質(zhì)量

③取14.10g青蒿素放入硬質(zhì)試管C中，點燃C、D處酒精燈加熱，充分燃燒

④實驗結(jié)束后冷卻至室溫，稱量反應(yīng)后E、F中儀器及藥品的質(zhì)量

（4）裝置E、F應(yīng)分別裝入的藥品為_______________、___________________。

（5）實驗測得：

裝置	實驗前	實驗后
E	24.00g	33.90g
F	100.00g	133.00g

通過質(zhì)譜法測得青蒿素的相對分子質(zhì)量為282，結(jié)合上述數(shù)據(jù)，得出青蒿素的分子式為______。

（6）若使用上述方法會產(chǎn)生較大實驗誤差，你的改進方法是________________________。

Answer 1

【答案】 增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高浸出效率 蒸餾 加熱溶解→趁熱過濾→冷卻結(jié)晶→過濾、洗滌、干燥 無水氯化鈣（五氧化二磷、硅膠） 堿石灰 C15H22O5 在左側(cè)增加除去空氣中二氧化碳、水蒸氣的除雜裝置，同時在右側(cè)增加防止空氣中二氧化碳、水蒸氣進入裝置F的裝置

【解析】試題分析：本題考查青蒿素的提取，青蒿素分子式的確定以及實驗改進。

I.（1）在操作I前對青蒿進行粉碎，其目的是：增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高浸出效率。

（2）操作I將提取液和殘渣分離，操作I為過濾，得到的提取液為青蒿素的乙醚溶液。操作II將青蒿素的乙醚溶液分離為青蒿素粗品和乙醚，操作II的名稱是蒸餾。

（3）操作III進行的是重結(jié)晶，重結(jié)晶的操作步驟為：加熱溶解→趁熱過濾→冷卻結(jié)晶→過濾、洗滌、干燥。

II.（4）青蒿素是一種烴的含氧衍生物，青蒿素完全燃燒生成CO2和H2O，要確定青蒿素的化學(xué)式，需要測定青蒿素燃燒生成的CO2和H2O的質(zhì)量，裝置E、F中一個吸收CO2、一個吸收H2O，CO2屬于酸性氧化物用堿石灰吸收，堿石灰也能吸收H2O，所以裝置E中裝入無水CaCl2（或P2O5、硅膠）吸收燃燒生成的H2O，裝置F中裝入堿石灰吸收燃燒生成的CO2。

（5）裝置E中增加的質(zhì)量為燃燒生成的H2O的質(zhì)量，燃燒生成的n（H2O）==0.55mol，青蒿素中n（H）=0.55mol2=1.1mol；裝置F中增加的質(zhì)量為燃燒生成的CO2的質(zhì)量，燃燒生成的n（CO2）==0.75mol，青蒿素中n（C）=0.75mol；青蒿素中n（O）==0.25mol；青蒿素中n（C）：n（H）：n（O）=0.75mol：1.1mol：0.25mol=15:22:5，青蒿素的實驗式為C15H22O5，分子式為（C15H22O5）x，（1512+221+516）x=282，解得x=1，青蒿素的分子式為C15H22O5。

（6）要準確測量青蒿素燃燒生成的CO2和H2O的質(zhì)量，實驗應(yīng)排除裝置中空氣和外界空氣的干擾，改進的方法是：在左側(cè)增加除去空氣中二氧化碳、水蒸氣的除雜裝置，同時在右側(cè)增加防止空氣中二氧化碳、水蒸氣進入裝置F的裝置。