Question

【題目】青蒿素是我國藥學家屠呦呦在1971年發(fā)現(xiàn)的一種含有過氧基團的倍半萜內酯的無色針狀晶體，不溶于水，易溶于乙醇、石油醚、苯等有機溶劑，熔點為156℃，沸點389.9℃，熱穩(wěn)定性差。一種超聲提取青蒿素的主要工藝流程如圖：

已知：石油醚的沸點為30～80℃；青蒿素在95%乙醇中的溶解度隨溫度的升高而增大。

（1）超聲提取的原理是在強大的超聲波作用下，使青蒿細胞乳化、擊碎、擴散，其優(yōu)點有______等（答一點即可）。

（2）操作1的名稱是______。

操作2應選的合理裝置是______（填標號），青蒿素粗品在______（儀器名稱）中。

操作3的步驟是蒸發(fā)濃縮、______、過濾、洗滌、干燥。

（3）操作3中若溫度過高，會降低青蒿素的產(chǎn)率，其原因可能是______。

（4）青蒿素只含C、H、O三種元素。某學生采用如圖裝置（加熱及夾持裝置省略）測定其最簡式CxHyOz。

①該實驗裝置可能會產(chǎn)生誤差，造成測定含氧量偏低，改進方法是______。

②取2.82g青蒿素樣品，用改進后的裝置進行實驗。實驗后測得裝置D增重1.98g，裝置E增重6.60g，則x：y：z=______（填最簡整數(shù)比），要確定青蒿素的分子式，還需測量的數(shù)據(jù)是______。

Answer 1

【答案】浸取速率加快或提高浸取率 過濾 ② 蒸餾燒瓶 冷卻結晶 青蒿素熱穩(wěn)定性差等 在E裝置后再增加一個E裝置（合理即可） 15：22：5 青蒿素的相對分子質量或青蒿素的摩爾質量

【解析】

(1)乳化、擊碎、擴散增加反應接觸面積，加快反應速率，從這個角度進行分析；

(2)根據(jù)流程，操作1得到殘渣和提取液，即操作1為過濾；操作2是分離石油醚和粗品，操作2為分餾或蒸餾；根據(jù)青蒿素在95%乙醇中的溶解度隨溫度的升高而增大進行分析，操作3；

(3) 根據(jù)青蒿素在95%乙醇中的溶解度隨溫度的升高而增大進行分析以及青蒿素熱穩(wěn)定性差進行分析；

(4)青蒿素燃燒產(chǎn)生CO2和H2O，讓濃硫酸將H2O吸收，測前后質量差，即為H2O的質量，用堿石灰吸收CO2，前后質量差為CO2的質量，根據(jù)原子守恒，得出青蒿素中C、H的物質的量和質量，則青蒿素的質量，得出O原子的質量和物質的量，據(jù)此分析；

(1)使青蒿素乳化、擊碎、擴散，增大接觸面積，使浸取速率加快或提高浸取率；

(2)根據(jù)流程，操作1得到殘渣和提取液，該操作方法是過濾；操作2得到石油醚和粗品，該操作方法是蒸餾或分餾，蒸餾或分餾過程中溫度計的水銀球應在蒸餾燒瓶支管口處，冷卻水應是下進上出，因為分離出的石油醚，根據(jù)石油醚的沸點在30～80℃，應利用水浴加熱，故②正確；青蒿素的沸點為389.9℃，因此青蒿素粗品應在蒸餾燒瓶中；青蒿素的熔點是156℃，常溫下為固體，青蒿素在95%的乙醇中的溶解度隨溫度的升高而增大，因此操作3的步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；

(3) 根據(jù)題意：青蒿素在95%的乙醇中的溶解度隨溫度的升高而增大，熱穩(wěn)定性差，溫度過高，造成青蒿素的溶解度增大，且青蒿素轉化成其他物質，造成青蒿素的產(chǎn)率降低；

(4) 青蒿素燃燒產(chǎn)生CO2和H2O，讓濃硫酸將H2O吸收，測前后質量差，即為H2O的質量，用堿石灰吸收CO2，前后質量差為CO2的質量，根據(jù)原子守恒，得出青蒿素中C、H的物質的量和質量，則青蒿素的質量，得出O原子的質量和物質的量，

①裝置E與外界直接相同，空氣中CO2和H2O(g)進入裝置E，增加CO2的質量，使氧原子含量偏低，改進方法是在E裝置后再增加一個E裝置等；

②D裝置增重1.98g，D裝置吸收的水的質量，即m(H2O)=1.98g，根據(jù)氫原子守恒，有機物中n(H)==0.22mol，裝置E增重的質量為CO2質量，有機物中n(C)= =0.15mol，有機物中n(O)==0.05mol，，因此C：H：O=0.15：0.22：0.05=15：22：5；要確定青蒿素的分子式，還需測量的數(shù)據(jù)為青蒿素的摩爾質量或相對分子質量。