修改时间:2024-07-12 浏览次数:1130 类型:期末考试
资料:硝酸钾的溶解度数据如表所示:
温度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
溶解度/g | 20.9 | 31.6 | 45.8 | 63.9 | 85.5 |
2015年屠呦呦因发现青蒿素并成功研制出抗疟新药,成为我国本土第一位诺贝尔生理学或医学奖得主.我国的许多医学著作中都有使用青蒿治疗疟疾的记载,屠呦呦团队通过研究,发现了青蒿素,确定了它的组成、结构,并成功合成.
•提取过程
研究人员先是采用水煎法(将青蒿放入水中,加热煮沸、浓缩),发现得到的提取物对疟原虫无抑制效果,而采用95%的乙醇代替水(乙醇沸点78℃)进行提取,得到的提取物有效率为30%﹣40%,后来又采用乙醚(沸点35℃)代替乙醇,得到的提取物有效率达到95%以上,课题组将提取物中的有效成分命名为青蒿素.
•结构分析
确定中草药成分的化学结构是药物研制过程中十分重要的一环,在成功分离出青蒿素晶体后,课题组立即着手分析其化学结构.
①定性分析
取适量青蒿素,在氧气中充分燃烧,测得生成物只有二氧化碳和水.
②定量分析
实验测得青蒿素的相对分子质量是282,其中碳元素的质量分数是63.8%,氢元素的质量分数是7.8%.
③主要抗疟结构(有效结构)分析
青蒿素对疟原虫有很好的抑制作用,科学家推测这可能是它分子中某一部分结构导致其具有氧化性的结果,那么青蒿素分子中具有怎样的结构才使它有氧化性的呢?科学家将其与我们熟悉的物质进行了对比,如过氧化氢溶液(俗称双氧水)有较强的氧化性,医疗上也常用它杀菌消毒,过氧化氢分子中原子和原子相互结合的方式有“H﹣O﹣、﹣O﹣O﹣”两种(见图),青蒿素分子中原子和原子相互结合的方式有“ 、H﹣O﹣、﹣O﹣O﹣”等几种(见图,其中多条短线连接点处代表有一个碳原子).
•化学合成
由于天然青蒿中青蒿素的含量只有0.1%﹣1%,提取过程消耗大量原材料,产量低、成本高,于是课题组于1984年成功合成了青蒿素,使其能为更多的患者服务.
注:图示中的实线和虚线是为了真实反应分子结构,对连接方式没有影响,可以等同看待.
[提出问题]二氧化碳能溶于水真的不能用排水法收集二氧化碳了吗?
[设计实验]
利用如图1的实验装置,制备并收集二氧化碳.选用同批次的颗粒状和块状大理石,分别与10%、7.5%、5%、2.5%、1%的稀盐酸(每次用量均为70mL)进行实验.每一组实验产生的二氧化碳采用连续收集的方法,即收集完第1瓶马上开始收集第2瓶…顺次完成直到不再生成二氧化碳为止,并记录收集满每一瓶二氧化碳的所用时间,如表1.
表1 连续收集二氧化碳时各瓶所用的时间
瓶子序号 石灰石的形状 盐酸的浓度/% | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
10 | 颗粒 | 9 | 8 | 9 | 12 | 14 | 20 | 19 | 21 | 30 | 195 | ﹣ |
块状 | 12 | 12 | 16 | 19 | 22 | 24 | 37 | 56 | 177 | ﹣ | ||
7.6 | 颗粒 | 13 | 11 | 12 | 15 | 17 | 26 | 55 | 55 | 153 | ﹣ | |
块状 | 15 | 13 | 15 | 17 | 21 | 23 | 32 | 55 | 119 | ﹣ | ||
5 | 颗粒 | 14 | 18 | 18 | 32 | 63 | ﹣ | |||||
块状 | 20 | 31 | 59 | ﹣ | ||||||||
2.5 | 颗粒 | 43 | ﹣ | |||||||||
块状 | 46 | 61 | ﹣ | |||||||||
1 | 颗粒 | ﹣ | ||||||||||
块状 | ﹣ |
注:表中“﹣”表示该瓶气体未能收集满,空白表示实验已结束.
选择气体的收集方法还要考虑气体的收集率的问题,即: ×100%
由此将表1中部分数据进行整理得到表2.
表2 排水法收集二氧化碳的收集率
盐酸浓度/% | 10 | 7.5 | 5 | |||
石灰石形状 | 颗粒 | 块状 | 颗粒 | 块状 | 颗粒 | 块状 |
理论计算的产生气体总体积/mL | 2241 | 1649 | 1099 | |||
实际收集的气体总体积/mL | 1450 | 1305 | 1305 | 1305 | 725 | 435 |
收集率/% | 65 | 58 | 79 | 79 | 66 | 40 |
[提出问题]除此之外,收集的时机是否会对排水法收集二氧化碳的纯度造成影响呢?
[设计实验]利用浓度传感器,将第一步实验中“7.5%的盐酸与块状石灰石”的一组实验中第1、2、3、4号集气瓶进行测定,并将二氧化碳的浓度记录在表3中.
瓶序 | 1 | 2 | 3 | 4 |
CO2的浓度/% | 52.6 | 85.2 | 92.3 | 93.6 |
根据以上那个探究过程,结合数据回答以下问题:
试题篮