Question

青蒿素是我国药学家屠呦呦在1971年发现的一种含有过氧基团的倍半萜内酯的无色针状晶体，不溶于水，易溶于乙醇、石油醚、苯等有机溶剂，熔点为156℃，沸点389.9℃，热稳定性差。一种超声提取青蒿素的主要工艺流程如图：

已知：石油醚的沸点为30～80℃；青蒿素在95%乙醇中的溶解度随温度的升高而增大。

（1）超声提取的原理是在强大的超声波作用下，使青蒿细胞乳化、击碎、扩散，其优点有______等（答一点即可）。

（2）操作1的名称是______。

操作2应选的合理装置是______（填标号），青蒿素粗品在______（仪器名称）中。

操作3的步骤是蒸发浓缩、______、过滤、洗涤、干燥。

（3）操作3中若温度过高，会降低青蒿素的产率，其原因可能是______。

（4）青蒿素只含C、H、O三种元素。某学生采用如图装置（加热及夹持装置省略）测定其最简式C_xH_yO_z。

①该实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是______。

②取2.82g青蒿素样品，用改进后的装置进行实验。实验后测得装置D增重1.98g，装置E增重6.60g，则x：y：z=______（填最简整数比），要确定青蒿素的分子式，还需测量的数据是______。

Answer

浸取速率加快或提高浸取率 过滤 ② 蒸馏烧瓶 冷却结晶 青蒿素热稳定性差等 在E装置后再增加一个E装置（合理即可） 15：22：5 青蒿素的相对分子质量或青蒿素的摩尔质量

【解析】

(1)乳化、击碎、扩散增加反应接触面积，加快反应速率，从这个角度进行分析；

(2)根据流程，操作1得到残渣和提取液，即操作1为过滤；操作2是分离石油醚和粗品，操作2为分馏或蒸馏；根据青蒿素在95%乙醇中的溶解度随温度的升高而增大进行分析，操作3；

(3) 根据青蒿素在95%乙醇中的溶解度随温度的升高而增大进行分析以及青蒿素热稳定性差进行分析；

(4)青蒿素燃烧产生CO2和H2O，让浓硫酸将H2O吸收，测前后质量差，即为H2O的质量，用碱石灰吸收CO2，前后质量差为CO2的质量，根据原子守恒，得出青蒿素中C、H的物质的量和质量，则青蒿素的质量，得出O原子的质量和物质的量，据此分析；

(1)使青蒿素乳化、击碎、扩散，增大接触面积，使浸取速率加快或提高浸取率；

(2)根据流程，操作1得到残渣和提取液，该操作方法是过滤；操作2得到石油醚和粗品，该操作方法是蒸馏或分馏，蒸馏或分馏过程中温度计的水银球应在蒸馏烧瓶支管口处，冷却水应是下进上出，因为分离出的石油醚，根据石油醚的沸点在30～80℃，应利用水浴加热，故②正确；青蒿素的沸点为389.9℃，因此青蒿素粗品应在蒸馏烧瓶中；青蒿素的熔点是156℃，常温下为固体，青蒿素在95%的乙醇中的溶解度随温度的升高而增大，因此操作3的步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；

(3) 根据题意：青蒿素在95%的乙醇中的溶解度随温度的升高而增大，热稳定性差，温度过高，造成青蒿素的溶解度增大，且青蒿素转化成其他物质，造成青蒿素的产率降低；

(4) 青蒿素燃烧产生CO2和H2O，让浓硫酸将H2O吸收，测前后质量差，即为H2O的质量，用碱石灰吸收CO2，前后质量差为CO2的质量，根据原子守恒，得出青蒿素中C、H的物质的量和质量，则青蒿素的质量，得出O原子的质量和物质的量，

①装置E与外界直接相同，空气中CO2和H2O(g)进入装置E，增加CO2的质量，使氧原子含量偏低，改进方法是在E装置后再增加一个E装置等；

②D装置增重1.98g，D装置吸收的水的质量，即m(H2O)=1.98g，根据氢原子守恒，有机物中n(H)==0.22mol，装置E增重的质量为CO2质量，有机物中n(C)= =0.15mol，有机物中n(O)==0.05mol，，因此C：H：O=0.15：0.22：0.05=15：22：5；要确定青蒿素的分子式，还需测量的数据为青蒿素的摩尔质量或相对分子质量。