Question

15．青蒿素是一種有效的抗瘧藥．常溫下，青蒿素為無色針狀晶體，難溶于水，易溶于有機溶劑，熔點為156～157℃．提取青蒿素的方法之一是乙醚浸取法，提取流程如圖1：

請回答下列問題：
（1）對青蒿進行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用到的玻璃儀器是漏斗、玻璃棒、燒杯，操作Ⅱ的名稱是蒸餾．
（3）用如圖2的實驗裝置測定青蒿素的化學式，將28.2g青蒿素放在燃燒管C中充分燃燒：
①儀器各接口的連接順序從左到右依次為afgdebchi（每個裝置限用一次）．
②裝置C中CuO的作用是使青蒿素充分氧化生成CO₂和H₂O．
③裝置D中的試劑為濃硫酸．
④已知青蒿素是烴的含氧衍生物，用合理連接后的裝置進行實驗，測量數據如表：

裝置質量	實驗前/g	實驗后/g
B	22.6	42.4
E（不含干燥管）	80.2	146.2

則青蒿素的最簡式為C₁₅H₂₂O₅．
（4）某學生對青蒿素的性質進行探究．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，與青蒿素化學性質相似的物質是C（填字母代號）．
    A．乙醇        B．乙酸        C．乙酸乙酯        D．葡萄糖．

Answer 1

分析 根據乙醚浸取法的流程可知，對青蒿進行干燥破碎，可以增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高青蒿素的浸取率，用乙醚對青蒿素進行浸取后，過濾，可得濾液和濾渣，提取液經過蒸餾后可得青蒿素的粗品，對粗品加95%的乙醇，濃縮、結晶、過濾可得精品；
（1）為提高青蒿素的浸取率，可以對青蒿進行干燥破碎，由此增大青蒿與乙醚的接觸面積；
（2）操作Ⅰ為過濾操作，可結合該實驗操作確定使用玻璃儀器；分離相互混溶的液體混合物可依據沸點差異，選擇蒸餾操作進行分離；
（3）①為了能準確測量青蒿素燃燒生成的CO₂和H₂O，實驗前應通入除去CO₂和H₂O的空氣，排除裝置內的空氣，防止干擾實驗．E和F一個吸收生成的H₂O，一個吸收生成的CO₂，應先吸水后再吸收CO₂，所以E內裝的CaCl₂或P₂O₅，而F中為堿石灰，而在F后應再加入一個裝置防止外界空氣中CO₂，和H₂O進入的裝置，據此答題；
②灼熱的CuO可以將CO氧化為二氧化碳；
③裝置D的作用是干燥進入C裝置的氧氣，結合盛放的是液體且能作干燥劑判斷試劑的名稱；
④根據生成的CO₂和水的質量，結合原子守恒，判斷青蒿素中氧元素的質量，再計算C、H、O的原子數目比，推測青蒿素的最簡式；
（4）根據酯能溶于水，能在氫氧化鈉溶液中水解并消耗氫氧化鈉進行判斷．

解答 解：根據乙醚浸取法的流程可知，對青蒿進行干燥破碎，可以增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高青蒿素的浸取率，用乙醚對青蒿素進行浸取后，過濾，可得濾液和濾渣，提取液經過蒸餾后可得青蒿素的粗品，對粗品加95%的乙醇，濃縮、結晶、過濾可得精品，
（1）根據乙醚浸取法的流程可知，對青蒿進行干燥破碎，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）根據上面的分析，操作I為過濾，需要的玻璃儀器主要有：燒杯、漏斗、玻璃棒，為加速過濾的進行，最好采用 抽濾或減壓過濾的方法，操作Ⅱ的名稱是蒸餾，
故答案為：漏斗、玻璃棒；抽濾或減壓過濾；蒸餾；
（3）①為了能準確測量青蒿素燃燒生成的CO₂和H₂O，實驗前應通入除去CO₂和H₂O的空氣，排除裝置內的空氣，防止干擾實驗．E和F一個吸收生成的H₂O，一個吸收生成的CO₂，應先吸水后再吸收CO₂，所以E內裝的CaCl₂或P₂O₅，而F中為堿石灰，而在F后應再加入一個裝置防止外界空氣中CO₂，和H₂O進入的裝置，即裝置的連接順序為afgdebchi，故答案為：afgdebchi；
②選用CuO可以將青蒿素不完全燃燒生成的CO氧化成CO₂，則CuO的作用為使青蒿素充分氧化生成CO₂和H₂O，故答案為：使青蒿素充分氧化生成CO₂和H₂O；
③為了防止進入C裝置的氧氣中混有有水蒸氣，可利用D裝置中盛放的濃硫酸進行干燥，故答案為：濃硫酸；
④由數據可知  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C₁₅H₂₂O₅，
故答案為：C₁₅H₂₂O₅
（4）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合題意可知，青蒿素中含有酯基，故選C．

點評 本題考查物質制備的有關實驗設計、操作、評價以及有關計算等知識點，題目難度中等，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵，試題綜合性強，側重對學生實驗能力的培養(yǎng)．