Question

15．青蒿素是一种有效的抗疟药．常温下，青蒿素为无色针状晶体，难溶于水，易溶于有机溶剂，熔点为156～157℃．提取青蒿素的方法之一是乙醚浸取法，提取流程如图1：

请回答下列问题：
（1）对青蒿进行破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率．
（2）操作Ⅰ用到的玻璃仪器是漏斗、玻璃棒、烧杯，操作Ⅱ的名称是蒸馏．
（3）用如图2的实验装置测定青蒿素的化学式，将28.2g青蒿素放在燃烧管C中充分燃烧：
①仪器各接口的连接顺序从左到右依次为afgdebchi（每个装置限用一次）．
②装置C中CuO的作用是使青蒿素充分氧化生成CO₂和H₂O．
③装置D中的试剂为浓硫酸．
④已知青蒿素是烃的含氧衍生物，用合理连接后的装置进行实验，测量数据如表：

装置质量	实验前/g	实验后/g
B	22.6	42.4
E（不含干燥管）	80.2	146.2

则青蒿素的最简式为C₁₅H₂₂O₅．
（4）某学生对青蒿素的性质进行探究．将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中，青蒿素的溶解量较小，加热并搅拌，青蒿素的溶解量增大，且溶液红色变浅，与青蒿素化学性质相似的物质是C（填字母代号）．
    A．乙醇        B．乙酸        C．乙酸乙酯        D．葡萄糖．

Answer 1

分析 根据乙醚浸取法的流程可知，对青蒿进行干燥破碎，可以增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率，用乙醚对青蒿素进行浸取后，过滤，可得滤液和滤渣，提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品，对粗品加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤可得精品；
（1）为提高青蒿素的浸取率，可以对青蒿进行干燥破碎，由此增大青蒿与乙醚的接触面积；
（2）操作Ⅰ为过滤操作，可结合该实验操作确定使用玻璃仪器；分离相互混溶的液体混合物可依据沸点差异，选择蒸馏操作进行分离；
（3）①为了能准确测量青蒿素燃烧生成的CO₂和H₂O，实验前应通入除去CO₂和H₂O的空气，排除装置内的空气，防止干扰实验．E和F一个吸收生成的H₂O，一个吸收生成的CO₂，应先吸水后再吸收CO₂，所以E内装的CaCl₂或P₂O₅，而F中为碱石灰，而在F后应再加入一个装置防止外界空气中CO₂，和H₂O进入的装置，据此答题；
②灼热的CuO可以将CO氧化为二氧化碳；
③装置D的作用是干燥进入C装置的氧气，结合盛放的是液体且能作干燥剂判断试剂的名称；
④根据生成的CO₂和水的质量，结合原子守恒，判断青蒿素中氧元素的质量，再计算C、H、O的原子数目比，推测青蒿素的最简式；
（4）根据酯能溶于水，能在氢氧化钠溶液中水解并消耗氢氧化钠进行判断．

解答 解：根据乙醚浸取法的流程可知，对青蒿进行干燥破碎，可以增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率，用乙醚对青蒿素进行浸取后，过滤，可得滤液和滤渣，提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品，对粗品加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤可得精品，
（1）根据乙醚浸取法的流程可知，对青蒿进行干燥破碎，可以增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率，
故答案为：增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率；
（2）根据上面的分析，操作I为过滤，需要的玻璃仪器主要有：烧杯、漏斗、玻璃棒，为加速过滤的进行，最好采用 抽滤或减压过滤的方法，操作Ⅱ的名称是蒸馏，
故答案为：漏斗、玻璃棒；抽滤或减压过滤；蒸馏；
（3）①为了能准确测量青蒿素燃烧生成的CO₂和H₂O，实验前应通入除去CO₂和H₂O的空气，排除装置内的空气，防止干扰实验．E和F一个吸收生成的H₂O，一个吸收生成的CO₂，应先吸水后再吸收CO₂，所以E内装的CaCl₂或P₂O₅，而F中为碱石灰，而在F后应再加入一个装置防止外界空气中CO₂，和H₂O进入的装置，即装置的连接顺序为afgdebchi，故答案为：afgdebchi；
②选用CuO可以将青蒿素不完全燃烧生成的CO氧化成CO₂，则CuO的作用为使青蒿素充分氧化生成CO₂和H₂O，故答案为：使青蒿素充分氧化生成CO₂和H₂O；
③为了防止进入C装置的氧气中混有有水蒸气，可利用D装置中盛放的浓硫酸进行干燥，故答案为：浓硫酸；
④由数据可知  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质量为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，
故答案为：C₁₅H₂₂O₅
（4）由于酯能溶于水，能在氢氧化钠溶液中水解并消耗氢氧化钠结合题意可知，青蒿素中含有酯基，故选C．

点评 本题考查物质制备的有关实验设计、操作、评价以及有关计算等知识点，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，试题综合性强，侧重对学生实验能力的培养．