Question

【題目】青蒿素是只含碳、氫、氧三元素的有機物，是高效的抗瘧藥，為無色針狀晶體，易溶于乙醚中，在水中幾乎不溶，熔點為156～157℃，已知乙醚沸點為35℃，從青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理為基礎，以乙醚浸取法的主要工藝如圖所示：

回答下列問題：

(1)選用乙醚浸取青蒿素的原因是______。

(2)操作I需要的玻璃儀器主要有：燒杯、玻璃棒和________ ，操作Ⅱ的名稱是__________，操作Ⅲ利用青蒿素和雜質(zhì)在同一溶劑中的溶解性差異及青蒿素溶解度隨溫度變化較大的原理提純，這種方法是______________。

(3)通常用燃燒的方法測定有機物的分子式，可在燃燒室內(nèi)將有機物樣品與純氧在電爐加熱下充分燃燒，根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量確定有機物的組成，如圖所示的是用燃燒法確定青蒿素分子式的裝置：

A. B. C. D. E.

①按上述所給的測量信息，裝置的連接順序應是_____________。(裝置可重復使用)

②青蒿素樣品的質(zhì)量為28.2g，用連接好的裝置進行試驗，稱得A管增重66g，B管增重19.8g，則測得青蒿素的最簡式是_____________。

③要確定該有機物的分子式，還必須知道的數(shù)據(jù)是_________，可用__________儀進行測定。

Answer 1

【答案】青蒿易溶于乙醚，兩者的沸點差異大，有利于蒸餾 普通漏斗 蒸餾 重結(jié)晶 DCEBAA C15H22O5 樣品的摩爾質(zhì)量 質(zhì)譜

【解析】

(1)青蒿干燥破碎后，加入乙醚萃取，經(jīng)操作I獲得提取液和殘渣，實現(xiàn)固液分離，所以操作I應為過濾；經(jīng)操作Ⅱ獲得乙醚和粗品，則操作Ⅱ應為蒸餾；操作Ⅲ利用青蒿素和雜質(zhì)在同一溶劑中的溶解性差異及青蒿素溶解度隨溫度變化較大的原理提純，則此操作為重結(jié)晶。

(2)確定裝置的連接順序時，首先應清楚實驗的目的及各裝置的作用。實驗的目的是采用燃燒法確定有機物的化學式，即測定燃燒生成CO2和H2O的質(zhì)量，但制取O2時，會產(chǎn)生水蒸氣，裝置內(nèi)存在空氣，裝置末端導管口會進入空氣。為解決這些問題，且兼顧實驗后續(xù)的稱量操作，裝置應從D開始，連接C、E，再連接B(吸收水蒸氣)、A(吸收CO2)，再連接A(防止空氣中的水蒸氣和CO2進入前面的A、B裝置內(nèi)，對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響)。另外，應先連接D、E、C，制O2且通氣一段時間后才連接B、A、A，然后再用電爐加熱E中裝置，目的是盡可能排盡裝置內(nèi)的空氣。

(1)青蒿素易溶于乙醚，在水中幾乎不溶，且沸點低，易與產(chǎn)品分離，所以選用乙醚浸取青蒿素的原因是青蒿素易溶于乙醚，兩者的沸點差異大，有利于蒸餾。答案為：青蒿素易溶于乙醚，兩者的沸點差異大，有利于蒸餾；

(2)操作I為過濾操作，需要的玻璃儀器主要有：燒杯、玻璃棒和普通漏斗；經(jīng)操作Ⅱ獲得乙醚和粗品，則利用了乙醚的沸點低的性質(zhì)，所以操作Ⅱ的名稱是蒸餾；操作Ⅲ利用青蒿素和雜質(zhì)在同一溶劑中的溶解性差異及青蒿素溶解度隨溫度變化較大的原理提純，這種方法是重結(jié)晶。答案為：普通漏斗；蒸餾；重結(jié)晶；

(3)①由以上分析可知，裝置的連接順序應是DCEBAA。答案為：DCEBAA；

②n(CO2)==1.5mol，n(H2O)==1.1mol，則有機物中含O的物質(zhì)的量為n(O)==0.5mol，從而得出青蒿素的最簡式是C15H22O5。答案為：C15H22O5；

③由最簡式確定分子式時，還必須知道的數(shù)據(jù)是樣品的摩爾質(zhì)量或相對分子質(zhì)量，可用質(zhì)譜儀進行測定。答案為：樣品的摩爾質(zhì)量；質(zhì)譜。