Question

【題目】青蒿素是一種高效的抗瘧藥，某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)通過查閱資料獲得如下信息：青蒿素是由碳、氫、氧三種元素所組成的，熔點(diǎn)為156～157℃，他們設(shè)計(jì)了如下裝置來測量青蒿素的分子組成，回答下列問題：

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

（1）試劑加入后首先要進(jìn)行的操作是_____________，其目的是____________，實(shí)驗(yàn)中需要對(duì)開關(guān)K1、K2、K3進(jìn)行操作，首次對(duì)開關(guān)K1、K2、K3進(jìn)行操作的方法是________，適當(dāng)時(shí)間后再關(guān)閉相應(yīng)的開關(guān)，為提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在C處停止加熱后還應(yīng)進(jìn)行的操作是____________。

（2）試劑a、b分別是________________________________________，點(diǎn)燃C、D處酒精燈的先后順序是___________________________，使用裝置D的目的是___________。

（3）E中使用硫酸銅相對(duì)于使用CaCl2的好處（不考慮吸收效果的差異性）是_____。

（4）充分反應(yīng)后獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)如上表（假設(shè)生成的氣體全部被吸收）：則測得青蒿素的最簡式是_________________________。

（5）若要求出青蒿素的分子式，還需要通過實(shí)驗(yàn)測量出一個(gè)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你指出該數(shù)據(jù)是什么，測量出該數(shù)據(jù)的方法是（只考慮理論上的可能性）：___________。

Answer 1

【答案】向裝置內(nèi)通入數(shù)分鐘的空氣 排除裝置中的CO2、H2O(g)以防止其產(chǎn)生干擾 打開K1、K2，關(guān)閉K3 繼續(xù)通入空氣數(shù)分鐘 NaOH溶液、濃硫酸 先點(diǎn)燃D處的酒精燈 將C處可能生成的CO、H2及時(shí)氧化為CO2、H2O CO2能確定水是否被全部吸收 C15H22O5 測量同溫同壓等質(zhì)量的氣態(tài)青蒿素與氣態(tài)水的體積或體積比

【解析】

本實(shí)驗(yàn)的測量原理是使青蒿素灼燒產(chǎn)生CO2與水，然后測量出生成的水、CO2的質(zhì)量后即可求出青蒿素樣品中碳、氫元素的質(zhì)量及其物質(zhì)的量，進(jìn)一步求出氧元素的質(zhì)量和物質(zhì)的量，最后求出最簡式。

（1）實(shí)驗(yàn)開始前首先要排除干擾因素，裝置中可能存在的CO2、H2O(g)需提前除去，故先向裝置通入空氣。實(shí)驗(yàn)開始首先要打開K1、K2，關(guān)閉K3，C處停止加熱后還需繼續(xù)通入空氣數(shù)分鐘，以便能將青蒿素灼燒產(chǎn)生CO2與水完全吹入后面的裝置中，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

（2）為確保E、F中所吸收的氣體均是青蒿素灼燒的產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先將空氣中的CO2、H2O(g)除去，故試劑a、b應(yīng)分別為堿溶液、濃硫酸；同時(shí)為確保青蒿素的灼燒產(chǎn)物能全部被吸收，停止加熱后仍需要通入數(shù)分鐘干燥的空氣。裝置D的用途是將C中可能生成的CO或H2氧化為CO2或水；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃D處酒精燈以確保C處可能產(chǎn)生的CO、H2能被及時(shí)氧化。

（3）由于無水硫酸銅吸水后變成藍(lán)色，故可通過觀察U形管右側(cè)固體是否全部變藍(lán)色判斷水是否被完全吸收。

（4），。，。所以青蒿素中氧原子的質(zhì)量為，。，故分子式為C15H22O5。

（5）由最簡式確定有機(jī)物的分子式還需要知道青蒿素的相對(duì)分子質(zhì)量，可通過測量同溫同壓下等質(zhì)量的氣態(tài)青蒿素與氣態(tài)水的體積，然后利用體積比等于摩爾質(zhì)量的反比確定其摩爾質(zhì)量，也可直接測量一定質(zhì)量的青蒿素蒸氣在一定溫度、壓強(qiáng)下的體積，然后求其相對(duì)分子質(zhì)量。