Question

【題目】青蒿素是一種高效的抗瘧藥，某研究性學習小組的同學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，熔點為156～157℃，他們設計了如下裝置來測量青蒿素的分子組成，回答下列問題：

裝置	實驗前/g	實驗后/g
E	22.6	42.4
F	80.2	146.2

（1）試劑加入后首先要進行的操作是_____________，其目的是____________，實驗中需要對開關K1、K2、K3進行操作，首次對開關K1、K2、K3進行操作的方法是________，適當時間后再關閉相應的開關，為提高實驗的準確性，在C處停止加熱后還應進行的操作是____________。

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

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

（4）充分反應后獲得的有關數據如上表（假設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，還需要通過實驗測量出一個數據，請你指出該數據是什么，測量出該數據的方法是（只考慮理論上的可能性）：___________。

Answer 1

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

【解析】

本實驗的測量原理是使青蒿素灼燒產生CO2與水，然后測量出生成的水、CO2的質量后即可求出青蒿素樣品中碳、氫元素的質量及其物質的量，進一步求出氧元素的質量和物質的量，最后求出最簡式。

（1）實驗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。實驗開始首先要打開K1、K2，關閉K3，C處停止加熱后還需繼續通入空氣數分鐘，以便能將青蒿素灼燒產生CO2與水完全吹入后面的裝置中，保證實驗的準確性。

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

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

（4），。，。所以青蒿素中氧原子的質量為，。，故分子式為C15H22O5。

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