Question

2016年度国家科学技术奖授予我国诺贝尔奖获得者屠呦呦，以表彰她在抗疟疾青蒿素方面的研究。

【查阅资料】青蒿素为无色针状晶体，熔点156~157℃，易溶于丙酮、氯仿和苯，在水几乎不溶。

I.实验室用乙醚提取青蒿素的工艺流程如下：

（1）在操作I前要对青蒿进行粉碎，其目的是__________________。

（2）操作II的名称是_____________。

（3）操作III进行的是重结晶，其操作步骤为__________________________。

II．已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物，为确定的化学式，有进行了如下实验：

实验步骤：

①连接装置，检查装置的气密性。

② 称量E、F中仪器及药品的质量

③取14.10g青蒿素放入硬质试管C中，点燃C、D处酒精灯加热，充分燃烧

④实验结束后冷却至室温，称量反应后E、F中仪器及药品的质量

（4）装置E、F应分别装入的药品为_______________、___________________。

（5）实验测得：

装置	实验前	实验后
E	24.00g	33.90g
F	100.00g	133.00g

通过质谱法测得青蒿素的相对分子质量为282，结合上述数据，得出青蒿素的分子式为______。

（6）若使用上述方法会产生较大实验误差，你的改进方法是________________________。

Answer

增大青蒿与乙醚的接触面积，提高浸出效率 蒸馏 加热溶解→趁热过滤→冷却结晶→过滤、洗涤、干燥 无水氯化钙（五氧化二磷、硅胶） 碱石灰 C15H22O5 在左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置，同时在右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入装置F的装置

【解析】试题分析：本题考查青蒿素的提取，青蒿素分子式的确定以及实验改进。

I.（1）在操作I前对青蒿进行粉碎，其目的是：增大青蒿与乙醚的接触面积，提高浸出效率。

（2）操作I将提取液和残渣分离，操作I为过滤，得到的提取液为青蒿素的乙醚溶液。操作II将青蒿素的乙醚溶液分离为青蒿素粗品和乙醚，操作II的名称是蒸馏。

（3）操作III进行的是重结晶，重结晶的操作步骤为：加热溶解→趁热过滤→冷却结晶→过滤、洗涤、干燥。

II.（4）青蒿素是一种烃的含氧衍生物，青蒿素完全燃烧生成CO2和H2O，要确定青蒿素的化学式，需要测定青蒿素燃烧生成的CO2和H2O的质量，装置E、F中一个吸收CO2、一个吸收H2O，CO2属于酸性氧化物用碱石灰吸收，碱石灰也能吸收H2O，所以装置E中装入无水CaCl2（或P2O5、硅胶）吸收燃烧生成的H2O，装置F中装入碱石灰吸收燃烧生成的CO2。

（5）装置E中增加的质量为燃烧生成的H2O的质量，燃烧生成的n（H2O）==0.55mol，青蒿素中n（H）=0.55mol2=1.1mol；装置F中增加的质量为燃烧生成的CO2的质量，燃烧生成的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，青蒿素的实验式为C15H22O5，分子式为（C15H22O5）x，（1512+221+516）x=282，解得x=1，青蒿素的分子式为C15H22O5。

（6）要准确测量青蒿素燃烧生成的CO2和H2O的质量，实验应排除装置中空气和外界空气的干扰，改进的方法是：在左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置，同时在右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入装置F的装置。