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17.（5分）（2026自贡）硫酸铜在电镀、印染等行业有广泛用途。图1为硫酸铜的溶解度曲线，图2为制备胆矾（$\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O}$）的实验过程（不考虑水的蒸发），图3为溶解度相对大小的资料卡片。
请回答下列问题：
（1）如图1所示，$\ce{CuSO_{4}}$的溶解度随温度升高而（填“增大”“不变”或“减小”）。
（2）图2中，溶解$\ce{CuSO_{4}}$还需用到的一种玻璃仪器是。
（3）$\ce{CuSO_{4}}$溶液为蓝色，烧杯中溶液颜色最深的是（填“①”“②”或“③”）。
（4）根据图2中数据计算20 ℃时硫酸铜的溶解度：（结果保留1位小数），并结合图3资料卡片确定硫酸铜的溶解性一般称为。
请回答下列问题：
（1）如图1所示，$\ce{CuSO_{4}}$的溶解度随温度升高而（填“增大”“不变”或“减小”）。
（2）图2中，溶解$\ce{CuSO_{4}}$还需用到的一种玻璃仪器是。
（3）$\ce{CuSO_{4}}$溶液为蓝色，烧杯中溶液颜色最深的是（填“①”“②”或“③”）。
（4）根据图2中数据计算20 ℃时硫酸铜的溶解度：（结果保留1位小数），并结合图3资料卡片确定硫酸铜的溶解性一般称为。
答案
解：
(1) 增大
(2) 玻璃棒
(3) ②
(4) 计算过程：
25 g $\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O}$中所含硫酸铜的质量为：$25\ \mathrm{g} × \frac{160}{250} = 16\ \mathrm{g}$
25 g $\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O}$中所含结晶水的质量为：$25\ \mathrm{g} - 16\ \mathrm{g} = 9\ \mathrm{g}$
20℃时，饱和硫酸铜溶液中溶剂的质量为：$100\ \mathrm{g} - 9\ \mathrm{g} = 91\ \mathrm{g}$
20℃时，饱和硫酸铜溶液中溶质硫酸铜的质量为：$34.8\ \mathrm{g} - 16\ \mathrm{g} = 18.8\ \mathrm{g}$
设20℃时硫酸铜的溶解度为$S$：
$\frac{S}{100\ \mathrm{g}}=\frac{18.8\ \mathrm{g}}{91\ \mathrm{g}}$
解得$S\approx20.7\ \mathrm{g}$
20.7 g
易溶
(1) 增大
(2) 玻璃棒
(3) ②
(4) 计算过程：
25 g $\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O}$中所含硫酸铜的质量为：$25\ \mathrm{g} × \frac{160}{250} = 16\ \mathrm{g}$
25 g $\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O}$中所含结晶水的质量为：$25\ \mathrm{g} - 16\ \mathrm{g} = 9\ \mathrm{g}$
20℃时，饱和硫酸铜溶液中溶剂的质量为：$100\ \mathrm{g} - 9\ \mathrm{g} = 91\ \mathrm{g}$
20℃时，饱和硫酸铜溶液中溶质硫酸铜的质量为：$34.8\ \mathrm{g} - 16\ \mathrm{g} = 18.8\ \mathrm{g}$
设20℃时硫酸铜的溶解度为$S$：
$\frac{S}{100\ \mathrm{g}}=\frac{18.8\ \mathrm{g}}{91\ \mathrm{g}}$
解得$S\approx20.7\ \mathrm{g}$
20.7 g
易溶
解析
【分析】
1. 观察硫酸铜的溶解度曲线，曲线随温度升高呈上升趋势，可判断溶解度的变化规律；
2. 溶解固体时，除烧杯作为容器外，需用玻璃棒搅拌加速溶解，据此确定所需玻璃仪器；
3. 溶液颜色深浅与溶质质量分数正相关，溶质质量分数越大颜色越深，需分析三个烧杯中溶质、溶剂的变化，确定溶质质量分数最大的烧杯；
4. 计算20℃溶解度时，需利用胆矾（$\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O}$）的化学式计算结晶水和硫酸铜的质量，再结合饱和溶液中溶质、溶剂的质量关系计算溶解度，最后根据溶解度判断溶解性。
【解析】
(1) 由图1的溶解度曲线可知，硫酸铜的溶解度随温度升高而增大；
(2) 溶解硫酸铜时，除烧杯外，还需玻璃棒搅拌以加速溶解，故所需玻璃仪器为玻璃棒；
(3) 烧杯①：20℃时100g水溶解34.8g硫酸铜，有剩余固体，溶质质量分数小于②；烧杯②：60℃时34.8g硫酸铜完全溶解，100g水，溶质质量分数最大；烧杯③：降温析出25g胆矾，溶剂因结晶水减少，溶质也减少，溶质质量分数小于②，因此溶液颜色最深的是②；
(4) 计算20℃时硫酸铜的溶解度：
25g $\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O}$中$\ce{CuSO_{4}}$的质量 = $25\ \mathrm{g} × \frac{160}{250} = 16\ \mathrm{g}$，结晶水的质量 = $25\ \mathrm{g} - 16\ \mathrm{g} = 9\ \mathrm{g}$；
20℃时，饱和硫酸铜溶液中溶剂的质量 = $100\ \mathrm{g} - 9\ \mathrm{g} = 91\ \mathrm{g}$，溶质的质量 = $34.8\ \mathrm{g} - 16\ \mathrm{g} = 18.8\ \mathrm{g}$；
设20℃时硫酸铜的溶解度为$S$，则 $\frac{S}{100\ \mathrm{g}} = \frac{18.8\ \mathrm{g}}{91\ \mathrm{g}}$，解得$S≈20.7\ \mathrm{g}$；
因20.7g＞10g，结合图3可知硫酸铜的溶解性为易溶。
【答案】
(1) 增大
(2) 玻璃棒
(3) ②
(4) 20.7g；易溶
【知识点】
溶解度曲线、溶解度计算、溶解性判断
【点评】
本题结合制备胆矾的实验流程，考查溶解度相关知识，重点需明确胆矾含结晶水，计算溶解度时要扣除结晶水对溶剂质量的影响，属于中等难度的基础应用题型。
【难度系数】
0.6
1. 观察硫酸铜的溶解度曲线，曲线随温度升高呈上升趋势，可判断溶解度的变化规律；
2. 溶解固体时，除烧杯作为容器外，需用玻璃棒搅拌加速溶解，据此确定所需玻璃仪器；
3. 溶液颜色深浅与溶质质量分数正相关，溶质质量分数越大颜色越深，需分析三个烧杯中溶质、溶剂的变化，确定溶质质量分数最大的烧杯；
4. 计算20℃溶解度时，需利用胆矾（$\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O}$）的化学式计算结晶水和硫酸铜的质量，再结合饱和溶液中溶质、溶剂的质量关系计算溶解度，最后根据溶解度判断溶解性。
【解析】
(1) 由图1的溶解度曲线可知，硫酸铜的溶解度随温度升高而增大；
(2) 溶解硫酸铜时，除烧杯外，还需玻璃棒搅拌以加速溶解，故所需玻璃仪器为玻璃棒；
(3) 烧杯①：20℃时100g水溶解34.8g硫酸铜，有剩余固体，溶质质量分数小于②；烧杯②：60℃时34.8g硫酸铜完全溶解，100g水，溶质质量分数最大；烧杯③：降温析出25g胆矾，溶剂因结晶水减少，溶质也减少，溶质质量分数小于②，因此溶液颜色最深的是②；
(4) 计算20℃时硫酸铜的溶解度：
25g $\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O}$中$\ce{CuSO_{4}}$的质量 = $25\ \mathrm{g} × \frac{160}{250} = 16\ \mathrm{g}$，结晶水的质量 = $25\ \mathrm{g} - 16\ \mathrm{g} = 9\ \mathrm{g}$；
20℃时，饱和硫酸铜溶液中溶剂的质量 = $100\ \mathrm{g} - 9\ \mathrm{g} = 91\ \mathrm{g}$，溶质的质量 = $34.8\ \mathrm{g} - 16\ \mathrm{g} = 18.8\ \mathrm{g}$；
设20℃时硫酸铜的溶解度为$S$，则 $\frac{S}{100\ \mathrm{g}} = \frac{18.8\ \mathrm{g}}{91\ \mathrm{g}}$，解得$S≈20.7\ \mathrm{g}$；
因20.7g＞10g，结合图3可知硫酸铜的溶解性为易溶。
【答案】
(1) 增大
(2) 玻璃棒
(3) ②
(4) 20.7g；易溶
【知识点】
溶解度曲线、溶解度计算、溶解性判断
【点评】
本题结合制备胆矾的实验流程，考查溶解度相关知识，重点需明确胆矾含结晶水，计算溶解度时要扣除结晶水对溶剂质量的影响，属于中等难度的基础应用题型。
【难度系数】
0.6
18. (5分)阅读科普短文,回答下列问题。
我国科学家屠呦呦因成功提取青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素是治疗疟疾的有效成分,它的使用在全世界拯救了几百万人的生命。
很多中药古方都提到了青蒿入药抗疟疾,但当1971年开始从青蒿中提取有效成分时,结果却总是不理想。屠呦呦研究组反复研究中医古籍,其中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”激发了她的灵感。是不是高温破坏了青蒿中抗疟的有效成分? 屠呦呦立即改用乙醚在较低温度下进行提取,成功获得了抗疟有效单体的提纯物质,命名为青蒿素。
完成样品纯化后,通过元素分析、光谱测定、质谱及旋光分析等技术手段,测定其相对分子质量为282,得出了青蒿素的化学式为$\ce{C_{15}H_{22}O_{5}}$。但青蒿素的具体结构是什么样的呢? 有机化学研究所的专家做了一个定性实验,加入淀粉碘化钾后,青蒿素溶液变为蓝色,说明青蒿素中含有过氧基团;而后专家又通过X射线衍射法等方法,最终确定了青蒿素是含有过氧基的新型倍半萜内酯(
)。
由于自然界中天然青蒿素的资源是有限的,接下来就要把自然界的分子通过人工合成制成药物。在这一过程中,研究组又有一项重大研究成果,获得了青蒿素的衍生物。衍生物之一是双氢青蒿素(化学式为$\ce{C_{15}H_{24}O_{5}}$,),它也具有抗疟的疗效,并且更加稳定,水溶性好,比青蒿素的疗效好10倍,进一步体现了青蒿素类药物高效、速效、低毒的特点。
(1)屠呦呦用乙醚提取青蒿素,获得成功的关键在于改变了这一条件。
(2)向无色的双氢青蒿素溶液中加入淀粉碘化钾,实验现象为。
(3)青蒿素中氧元素的质量分数(填“大于”“等于”或“小于”)双氢青蒿素中氧元素的质量分数。
(4)从中药古方青蒿入药,到2004年青蒿素类药物被世界卫生组织列为对抗疟疾的首选药物,经历了漫长的历程。将下列三项针对青蒿素的研究按时间先后排序(填序号)。
①确定结构 ②分离提纯 ③人工合成
(5)根据上述科普短文,下列说法正确的是(填字母)。
A. 确定了青蒿素的组成元素,由此就可以确定青蒿素的化学式
B. 青蒿素是含有过氧基的新型倍半萜内酯
C. 自然界中有青蒿,因此我们应用青蒿素时只需从青蒿中提取即可
我国科学家屠呦呦因成功提取青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素是治疗疟疾的有效成分,它的使用在全世界拯救了几百万人的生命。
很多中药古方都提到了青蒿入药抗疟疾,但当1971年开始从青蒿中提取有效成分时,结果却总是不理想。屠呦呦研究组反复研究中医古籍,其中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”激发了她的灵感。是不是高温破坏了青蒿中抗疟的有效成分? 屠呦呦立即改用乙醚在较低温度下进行提取,成功获得了抗疟有效单体的提纯物质,命名为青蒿素。
完成样品纯化后,通过元素分析、光谱测定、质谱及旋光分析等技术手段,测定其相对分子质量为282,得出了青蒿素的化学式为$\ce{C_{15}H_{22}O_{5}}$。但青蒿素的具体结构是什么样的呢? 有机化学研究所的专家做了一个定性实验,加入淀粉碘化钾后,青蒿素溶液变为蓝色,说明青蒿素中含有过氧基团;而后专家又通过X射线衍射法等方法,最终确定了青蒿素是含有过氧基的新型倍半萜内酯(
)。由于自然界中天然青蒿素的资源是有限的,接下来就要把自然界的分子通过人工合成制成药物。在这一过程中,研究组又有一项重大研究成果,获得了青蒿素的衍生物。衍生物之一是双氢青蒿素(化学式为$\ce{C_{15}H_{24}O_{5}}$,),它也具有抗疟的疗效,并且更加稳定,水溶性好,比青蒿素的疗效好10倍,进一步体现了青蒿素类药物高效、速效、低毒的特点。
(1)屠呦呦用乙醚提取青蒿素,获得成功的关键在于改变了这一条件。
(2)向无色的双氢青蒿素溶液中加入淀粉碘化钾,实验现象为。
(3)青蒿素中氧元素的质量分数(填“大于”“等于”或“小于”)双氢青蒿素中氧元素的质量分数。
(4)从中药古方青蒿入药,到2004年青蒿素类药物被世界卫生组织列为对抗疟疾的首选药物,经历了漫长的历程。将下列三项针对青蒿素的研究按时间先后排序(填序号)。
①确定结构 ②分离提纯 ③人工合成
(5)根据上述科普短文,下列说法正确的是(填字母)。
A. 确定了青蒿素的组成元素,由此就可以确定青蒿素的化学式
B. 青蒿素是含有过氧基的新型倍半萜内酯
C. 自然界中有青蒿,因此我们应用青蒿素时只需从青蒿中提取即可
答案
解：
(1) 温度(或提取时的温度)
(2) 溶液变为蓝色
(3) 大于
青蒿素的相对分子质量为$12×15+1×22+16×5=282$，氧元素质量分数为$\dfrac{16×5}{282}×100\%$；
双氢青蒿素的相对分子质量为$12×15+1×24+16×5=284$，氧元素质量分数为$\dfrac{16×5}{284}×100\%$，分子相同，分母越小数值越大，因此青蒿素中氧元素的质量分数大于双氢青蒿素中氧元素的质量分数。
(4) ②①③
(5) B
(1) 温度(或提取时的温度)
(2) 溶液变为蓝色
(3) 大于
青蒿素的相对分子质量为$12×15+1×22+16×5=282$，氧元素质量分数为$\dfrac{16×5}{282}×100\%$；
双氢青蒿素的相对分子质量为$12×15+1×24+16×5=284$，氧元素质量分数为$\dfrac{16×5}{284}×100\%$，分子相同，分母越小数值越大，因此青蒿素中氧元素的质量分数大于双氢青蒿素中氧元素的质量分数。
(4) ②①③
(5) B
解析
【分析】
本题围绕青蒿素和双氢青蒿素的相关知识展开，需结合短文信息、化学式计算、物质性质等逐一分析各问题：
1. 第(1)问：根据短文可知高温会破坏青蒿素有效成分，改用乙醚低温提取，关键改变的是提取温度；
2. 第(2)问：青蒿素含过氧基团，加入淀粉碘化钾溶液变蓝，双氢青蒿素是其衍生物，也含过氧基团，故现象相同；
3. 第(3)问：分别计算两种物质中氧元素的质量分数，通过比较分母大小判断结果；
4. 第(4)问：梳理短文提到的研究过程，确定分离提纯、确定结构、人工合成的先后顺序；
5. 第(5)问：逐一分析选项，结合短文内容判断正误。
【解析】
(1) 短文提到“高温破坏了青蒿中抗疟的有效成分，屠呦呦改用乙醚在较低温度下进行提取”，可知成功关键是改变了提取时的温度条件；
(2) 青蒿素含过氧基团，加入淀粉碘化钾溶液变蓝，双氢青蒿素是青蒿素的衍生物，结构中仍含过氧基团，故加入淀粉碘化钾后溶液变为蓝色；
(3) 计算氧元素质量分数：
青蒿素的相对分子质量 = 12×15 + 1×22 + 16×5 = 282，氧元素质量分数 = $\dfrac{16×5}{282}×100\%$；
双氢青蒿素的相对分子质量 = 12×15 + 1×24 + 16×5 = 284，氧元素质量分数 = $\dfrac{16×5}{284}×100\%$；
分子相同，分母越小数值越大，因此青蒿素中氧元素的质量分数大于双氢青蒿素中氧元素的质量分数；
(4) 根据短文，研究过程为：先分离提纯得到青蒿素，再确定其结构，最后进行人工合成，故时间顺序为②①③；
(5) 选项分析：
A. 确定组成元素后，还需知道各元素原子个数比才能确定化学式，错误；
B. 短文明确“最终确定了青蒿素是含有过氧基的新型倍半萜内酯”，正确；
C. 短文提到“自然界中天然青蒿素的资源是有限的”，故不能仅从青蒿中提取，错误；因此选B。
【答案】
(1) 温度(或提取时的温度)
(2) 溶液变为蓝色
(3) 大于
(4) ②①③
(5) B
【知识点】
物质的性质、化学式计算、化学研究过程
【点评】
本题结合科普短文考查化学基础知识，侧重信息提取与应用，难度不大，需仔细阅读短文并掌握基础化学计算。
【难度系数】
0.3
本题围绕青蒿素和双氢青蒿素的相关知识展开，需结合短文信息、化学式计算、物质性质等逐一分析各问题：
1. 第(1)问：根据短文可知高温会破坏青蒿素有效成分，改用乙醚低温提取，关键改变的是提取温度；
2. 第(2)问：青蒿素含过氧基团，加入淀粉碘化钾溶液变蓝，双氢青蒿素是其衍生物，也含过氧基团，故现象相同；
3. 第(3)问：分别计算两种物质中氧元素的质量分数，通过比较分母大小判断结果；
4. 第(4)问：梳理短文提到的研究过程，确定分离提纯、确定结构、人工合成的先后顺序；
5. 第(5)问：逐一分析选项，结合短文内容判断正误。
【解析】
(1) 短文提到“高温破坏了青蒿中抗疟的有效成分，屠呦呦改用乙醚在较低温度下进行提取”，可知成功关键是改变了提取时的温度条件；
(2) 青蒿素含过氧基团，加入淀粉碘化钾溶液变蓝，双氢青蒿素是青蒿素的衍生物，结构中仍含过氧基团，故加入淀粉碘化钾后溶液变为蓝色；
(3) 计算氧元素质量分数：
青蒿素的相对分子质量 = 12×15 + 1×22 + 16×5 = 282，氧元素质量分数 = $\dfrac{16×5}{282}×100\%$；
双氢青蒿素的相对分子质量 = 12×15 + 1×24 + 16×5 = 284，氧元素质量分数 = $\dfrac{16×5}{284}×100\%$；
分子相同，分母越小数值越大，因此青蒿素中氧元素的质量分数大于双氢青蒿素中氧元素的质量分数；
(4) 根据短文，研究过程为：先分离提纯得到青蒿素，再确定其结构，最后进行人工合成，故时间顺序为②①③；
(5) 选项分析：
A. 确定组成元素后，还需知道各元素原子个数比才能确定化学式，错误；
B. 短文明确“最终确定了青蒿素是含有过氧基的新型倍半萜内酯”，正确；
C. 短文提到“自然界中天然青蒿素的资源是有限的”，故不能仅从青蒿中提取，错误；因此选B。
【答案】
(1) 温度(或提取时的温度)
(2) 溶液变为蓝色
(3) 大于
(4) ②①③
(5) B
【知识点】
物质的性质、化学式计算、化学研究过程
【点评】
本题结合科普短文考查化学基础知识，侧重信息提取与应用，难度不大，需仔细阅读短文并掌握基础化学计算。
【难度系数】
0.3
