Question

青蒿素是一种高效的抗疟药，某研究性学习小组的同学通过查阅资料获得如下信息：青蒿素是由碳、氢、氧三种元素所组成的，熔点为156～157℃，他们设计了如下装置来测量青蒿素的分子组成，回答下列问题：

装置	实验前/g	实验后/g
E	22.6	42.4
F	80.2	146.2

（1）试剂加入后首先要进行的操作是_____________，其目的是____________，实验中需要对开关K_1、K₂、K₃进行操作，首次对开关K₁、K₂、K₃进行操作的方法是________，适当时间后再关闭相应的开关，为提高实验的准确性，在C处停止加热后还应进行的操作是____________。

（2）试剂a、b分别是________________________________________，点燃C、D处酒精灯的先后顺序是___________________________，使用装置D的目的是___________。

（3）E中使用硫酸铜相对于使用CaCl₂的好处（不考虑吸收效果的差异性）是_____。

（4）充分反应后获得的有关数据如上表（假设生成的气体全部被吸收）：则测得青蒿素的最简式是_________________________。

（5）若要求出青蒿素的分子式，还需要通过实验测量出一个数据，请你指出该数据是什么，测量出该数据的方法是（只考虑理论上的可能性）：___________。

Answer

向装置内通入数分钟的空气 排除装置中的CO2、H2O(g)以防止其产生干扰 打开K1、K2，关闭K3 继续通入空气数分钟 NaOH溶液、浓硫酸 先点燃D处的酒精灯 将C处可能生成的CO、H2及时氧化为CO2、H2O CO2能确定水是否被全部吸收 C15H22O5 测量同温同压等质量的气态青蒿素与气态水的体积或体积比

【解析】

本实验的测量原理是使青蒿素灼烧产生CO2与水，然后测量出生成的水、CO2的质量后即可求出青蒿素样品中碳、氢元素的质量及其物质的量，进一步求出氧元素的质量和物质的量，最后求出最简式。

（1）实验开始前首先要排除干扰因素，装置中可能存在的CO2、H2O(g)需提前除去，故先向装置通入空气。实验开始首先要打开K1、K2，关闭K3，C处停止加热后还需继续通入空气数分钟，以便能将青蒿素灼烧产生CO2与水完全吹入后面的装置中，保证实验的准确性。

（2）为确保E、F中所吸收的气体均是青蒿素灼烧的产物，实验前应先将空气中的CO2、H2O(g)除去，故试剂a、b应分别为碱溶液、浓硫酸；同时为确保青蒿素的灼烧产物能全部被吸收，停止加热后仍需要通入数分钟干燥的空气。装置D的用途是将C中可能生成的CO或H2氧化为CO2或水；实验时应先点燃D处酒精灯以确保C处可能产生的CO、H2能被及时氧化。

（3）由于无水硫酸铜吸水后变成蓝色，故可通过观察U形管右侧固体是否全部变蓝色判断水是否被完全吸收。

（4），。，。所以青蒿素中氧原子的质量为，。，故分子式为C15H22O5。

（5）由最简式确定有机物的分子式还需要知道青蒿素的相对分子质量，可通过测量同温同压下等质量的气态青蒿素与气态水的体积，然后利用体积比等于摩尔质量的反比确定其摩尔质量，也可直接测量一定质量的青蒿素蒸气在一定温度、压强下的体积，然后求其相对分子质量。