Question

2．青蒿素是烴的含氧衍生物，為無(wú)色針狀晶體，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中幾乎不溶，熔點(diǎn)為156～157℃，熱穩(wěn)定性差，青蒿素是高效的抗瘧藥．已知：乙醚沸點(diǎn)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(chǔ)的，主要有乙醚浸取法和汽油浸取法．乙醚浸取法的主要工藝為如圖：

（1）對(duì)青蒿進(jìn)行干燥破碎的目的是增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高青蒿素的浸取率；
（2）操作I需要的玻璃儀器主要有：燒杯、漏斗、玻璃棒，操作Ⅱ的名稱是蒸餾；
（3）操作Ⅲ的主要過(guò)程可能是B（填字母）；
A．加水溶解，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
B．加95%的乙醇，濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾
C．加入乙醚進(jìn)行萃取分液
（4）用下列實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定青蒿素分子式的方法如下：將28.2g青蒿素樣品放在硬質(zhì)玻璃管C中，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后，再充分燃燒，精確測(cè)定裝置E和F實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算．

①裝置A、E、F中盛放的物質(zhì)分別是NaOH溶液、CaCl₂或P₂O₅、堿石灰；
②G的作用是防止空氣中的CO₂和水蒸氣進(jìn)入F的裝置；
③

裝置	實(shí)驗(yàn)前/g	實(shí)驗(yàn)后/g
E	22.6	42.4
F	80.2	146.2

則測(cè)得青蒿素的最簡(jiǎn)式是C₁₅H₂₂O₅，欲確定其分子式，則還需要的物理量為相對(duì)分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量；
（5）某學(xué)生對(duì)青蒿素的性質(zhì)進(jìn)行探究．將青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中，青蒿素的溶解量較小，加熱并攪拌，青蒿素的溶解量增大，且溶液紅色變淺，說(shuō)明青蒿素與C（填字母）具有相同的性質(zhì)；
A．乙醇         B．乙酸           C．乙酸乙酯        D．葡萄糖
（6）某科研小組經(jīng)多次提取青蒿素實(shí)驗(yàn)認(rèn)為用石油醚做溶劑較為適宜，實(shí)驗(yàn)中通過(guò)控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變，來(lái)研究原料的粒度、提取時(shí)間和提取溫度對(duì)青蒿素提取速率的影響，其結(jié)果如圖所示：

由上圖可知控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變，采用的最佳粒度、時(shí)間和溫度為B．
A．80目、100分鐘、50℃B．60目、120分鐘、50℃C．60目、120分鐘、55℃

Answer 1

分析 根據(jù)乙醚浸取法的流程可知，對(duì)青蒿進(jìn)行干燥破碎，可以增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高青蒿素的浸取率，用乙醚對(duì)青蒿素進(jìn)行浸取后，過(guò)濾，可得濾液和濾渣，提取液經(jīng)過(guò)蒸餾后可得青蒿素的粗品，對(duì)粗品加95%的乙醇，濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾可得精品，
（1）根據(jù)乙醚浸取法的流程可知，對(duì)青蒿進(jìn)行干燥破碎，可以增大青蒿與乙醚的接觸面積；
（2）根據(jù)上面的分析，操作I為過(guò)濾，需要的玻璃儀器依據(jù)裝置圖分析選擇玻璃儀器；提取液經(jīng)過(guò)蒸餾后可得青蒿素的粗品；
（3）根據(jù)上面的分析可知，粗品中加95%的乙醇，濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾可得精品；
（4）為了能準(zhǔn)確測(cè)量青蒿素燃燒生成的CO₂和H₂O，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)通入除去CO₂和H₂O的空氣，排除裝置內(nèi)的空氣，防止干擾實(shí)驗(yàn)，所以裝置A中應(yīng)裝有NaOH溶液，E和F一個(gè)吸收生成的H₂O，一個(gè)吸收生成的CO₂，應(yīng)先吸水后再吸收CO₂，所以E內(nèi)裝的CaCl₂或P₂O₅，而F中為堿石灰，而在F后應(yīng)再加入一個(gè)裝置G防止外界空氣中CO₂，和H₂O進(jìn)入的裝置，據(jù)此答題，
①根據(jù)上面的分析可知，裝置A中盛放的物質(zhì)是NaOH溶液，裝置E中盛放的物質(zhì)是 CaCl₂或P₂O₅，裝置F中盛放的物質(zhì)是 堿石灰；
②裝置F和空氣直接接觸會(huì)使二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入影響測(cè)定結(jié)果；
③由數(shù)據(jù)可知  m（H₂O）=42.4-22.6=19.8g，所以n（H₂O）=1.1mol
m（CO₂）=146.2-80.2=66g，所以 n（CO₂）=1.5mol
所以青蒿素中氧原子的質(zhì)量為m（O）=28.2-（2.2×1）-（1.5×12）=6g，所以n（O）=0.5mol，
依據(jù)元素物質(zhì)的量計(jì)算最簡(jiǎn)式，根據(jù)最簡(jiǎn)式結(jié)合相對(duì)分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量可確定分子式；
（5）根據(jù)酯能溶于水，能在氫氧化鈉溶液中水解并消耗氫氧化鈉進(jìn)行判斷；
（6）根據(jù)原料的粒度、提取時(shí)間和提取溫度對(duì)青蒿素提取速率的影響如圖3所示，取提取率最大的值進(jìn)行答題．

解答 解：根據(jù)乙醚浸取法的流程可知，對(duì)青蒿進(jìn)行干燥破碎，可以增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高青蒿素的浸取率，用乙醚對(duì)青蒿素進(jìn)行浸取后，過(guò)濾，可得濾液和濾渣，提取液經(jīng)過(guò)蒸餾后可得青蒿素的粗品，對(duì)粗品加95%的乙醇，濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾可得精品，
（1）根據(jù)乙醚浸取法的流程可知，對(duì)青蒿進(jìn)行干燥破碎，可以增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高青蒿素的浸取率，
故答案為：增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高青蒿素的浸取率；
（2）根據(jù)上面的分析可知，操作I為過(guò)濾，需要的玻璃儀器主要有：燒杯、漏斗、玻璃棒，操作Ⅱ的名稱是蒸餾，
故答案為：漏斗、玻璃棒；蒸餾；
（3）根據(jù)上面的分析可知，裝置A中盛放的物質(zhì)是NaOH溶液，粗品中加95%的乙醇，濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾可得精品，故選B；
（4）為了能準(zhǔn)確測(cè)量青蒿素燃燒生成的CO₂和H₂O，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)通入除去CO₂和H₂O的空氣，排除裝置內(nèi)的空氣，防止干擾實(shí)驗(yàn)，所以裝置A中應(yīng)裝有NaOH溶液，E和F一個(gè)吸收生成的H₂O，一個(gè)吸收生成的CO₂，應(yīng)先吸水后再吸收CO₂，所以E內(nèi)裝的CaCl₂或P₂O₅，而F中為堿石灰，而在F后應(yīng)再加入一個(gè)裝置G防止外界空氣中CO₂，和H₂O進(jìn)入的裝置，
①根據(jù)上面的分析可知，裝置A中應(yīng)裝有NaOH溶液，裝置E中盛放的物質(zhì)是 CaCl₂或P₂O₅，裝置F中盛放的物質(zhì)是 堿石灰，
故答案為：NaOH溶液；CaCl₂或P₂O₅；堿石灰；
②根據(jù)上面的分析可知，裝置G的作用是防止空氣中的CO₂和水蒸氣進(jìn)入F的裝置，
故答案為：防止空氣中的CO₂和水蒸氣進(jìn)入F的裝置；
③由數(shù)據(jù)可知  m（H₂o）=42.4-22.6=19.8g，所以n（H₂o）=1.1mol
m（co₂）=146.2-80.2=66g，所以 n（co₂）=1.5mol
所以青蒿素中氧原子的質(zhì)量為m（o）=28.2-（2.2×1）-（1.5×12）=6g，所以n（o）=0.5mol，
N（C）：N（H）：N（o）=1.5：2.2：0.5=15：22：5，所以最簡(jiǎn)式為C₁₅H₂₂O₅，欲確定其分子式，則還需要的物理量為相對(duì)分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量，
故答案為：C₁₅H₂₂O₅；相對(duì)分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量；
（5）由于酯能溶于水，能在氫氧化鈉溶液中水解并消耗氫氧化鈉結(jié)合題意可知，青蒿素中含有酯基，故選C；
（6）根據(jù)原料的粒度對(duì)青蒿素提取速率的影響可知，應(yīng)為60目，根據(jù)提取時(shí)間對(duì)青蒿素提取速率的影響可知，時(shí)間應(yīng)為120分鐘，根據(jù)提取溫度對(duì)青蒿素提取速率的影響可知，溫度應(yīng)為50℃，故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備的有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作、評(píng)價(jià)以及有關(guān)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)．