解读诺贝尔医学奖中的化学知识
解读诺贝尔医学奖中的化学知识
作者：李德前
来源：《试题与研究·中考化学》2016年第02期
        2015年10月5日，瑞典卡罗琳医学院在斯德哥尔摩宣布，将2015年诺贝尔生理学或医学奖授予中国药学家屠呦呦。屠呦呦成为第一位获得诺贝尔科学奖的中国本土科学家，她的获奖理由是：“因为发现青蒿素——一种用于疟疾的药物，挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命。”
        屠呦呦所获诺贝尔医学奖涉及新物质的提取和制造，因而与化学密切相关。本文将以化学的视角解读2015年屠呦呦的诺贝尔医学奖。
        一、青蒿素的组成
        例1.屠呦呦获得诺贝尔奖，引起国人的高度关注。某化学兴趣小组尝试利用初中化学知识探究青蒿素的组成，他们设计了如图1所示的实验装置。已知 NaOH与酒精不反应，但能溶于酒精形成无溶液，NaOH的酒精溶液与NaOH的水溶液化学性质相似，碳酸钠不与酒精反应也不溶于酒精。请回答下列问题。
        （1）实验装置中有一处明显错误，合理的改正是 。
        （2）实验时打开分液漏斗的活塞，将H2O2溶液滴入A装置中，再点燃C处酒精灯。A装置中CuSO4溶液起 作用。
        （3）观察到 现象，说明青蒿素试样中含有碳元素，装置E中反应的化学方程式为 。
        （4）装置F的作用是 。
        （5）若青蒿素试样为14.1 g，其完全燃烧后，装置D增重9.9 g，装置E增重33 g（假设各装置均能充分吸收有关气体）。据此可以算出，14.1 g青蒿素试样中含有的碳、氢、氧元素的质量及其质量分数（如碳元素质量是 g，氧元素的质量分数是 ），再结合青蒿素的相对分子质量，即可推出青蒿素的化学式。
        （6）若缺少装置B，测出的氢元素质量会 （填“偏小”“偏大”或“无影响”）。
        解析：（1）装置中国有几个诺贝尔奖B是洗气瓶，导气管应“长进短出”，这样才能除去氧气中的水蒸气。 （2）在过氧化氢的分解反应中，硫酸铜溶液具有催化作用，能使过氧化氢在常温下即可快
速分解。（3）青蒿素中若含有碳元素，则其完全燃烧后会生成二氧化碳，二氧化碳进入E装置中会与氢氧化钠反应生成碳酸钠，而碳酸钠在酒精中不溶解。因此，会观察到氢氧化钠的酒精溶液变浑浊的现象。（4）本实验通过测量青蒿素完全燃烧生成的二氧化碳和水的质量，进而计算出青蒿素的组成，所以，F装置主要是阻止空气中的二氧化碳、水蒸气进入E装置，以防干扰实验。（5）分析实验数据可知，14.1 g青蒿素完全燃烧生成9.9 g水、33 g二氧化碳。33 g二氧化碳中含有的碳元素质量为33 g×[1244]=9 g，即14.1 g青蒿素中含有9 g碳元素；青蒿素完全燃烧需要的氧气质量为9.9 g+33 g-14.1 g=28.8 g，而33 g二氧化碳中含有氧元素的质量为33 g-9 g=24 g，9.9 g水中含有氧元素的质量为9.9 g×[1618]=8.8 g，进而可知14.1 g青蒿素中含有的氧元素质量为24 g+8.8 g- 28.8 g=4 g，所以青蒿素中氧元素的质量分数为[4 g14.1 g]×100%=28.4%。（6）氢元素的质量是通过测定装置D吸水后增加的质量来推算的，若缺少B装置，将使装置D的质量偏大，这样推算出的氢元素质量也会偏大。

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