最偉大的天然有機(jī)化學(xué)家 ——Robert Burns Woodward
最偉大的天然有機(jī)化學(xué)家 ——Robert Burns Woodward
1917年4月10日Woodward生于美國(guó)馬薩諸塞州波士頓，從小就對(duì)化學(xué)抱有濃厚的興趣，據(jù)說(shuō)他在12歲時(shí)就完成了《有機(jī)化學(xué)的實(shí)用方法》(LudwigGattermann’s Practical Methodsof Organic Chemistry)一書中所有的實(shí)驗(yàn)。小編在這里整理了Robert Burns Woodward相關(guān)資料，希望能幫助到您。
最偉大的天然有機(jī)化學(xué)家 ——Robert Burns Woodward
1 Woodward生平簡(jiǎn)介
1917年4月10日Woodward生于美國(guó)馬薩諸塞州波士頓，從小就對(duì)化學(xué)抱有濃厚的興趣，據(jù)說(shuō)他在12歲時(shí)就完成了《有機(jī)化學(xué)的實(shí)用方法》(LudwigGattermann’s Practical Methodsof Organic Chemistry)一書中所有的實(shí)驗(yàn)。1933年Woodward就讀于麻省理工學(xué)院(MassachusettsInstitute of Technology，MIT)，入學(xué)一年后，由于只專注于化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，Woodward其他課程的成績(jī)并不理想，因此一度面臨退學(xué)。此時(shí)曾主持Woodward面試的JamesFlack Norris教授(1871—1940，認(rèn)為他是個(gè)難得的化學(xué)天才，幫助其留在MIT完成了學(xué)業(yè)，并于1936年取得了學(xué)士學(xué)位。取得學(xué)士學(xué)位一年后的1937年，年僅20歲的Woodward又獲得了博士學(xué)位，畢業(yè)論文是《麥角酸的研究》(Studieson lysergic acid)，導(dǎo)師是James Flack Norris教授與AveryAdrian Morton教授(1892—1987，在這期間Woodward還完成了雌激素酮(estrone，1，圖3)的合成[1]。畢業(yè)后的Woodward于1937在伊利諾伊大學(xué)(University of Illinois)擔(dān)任了一段時(shí)間博士研究員(instructorship)，同年夏天回到哈佛大學(xué)任Elmer Peter Kohler教授(1865—1938)的研究助理，一年后成為哈佛研究員協(xié)會(huì)(Harvard Societyof Fellows)初級(jí)會(huì)員。1941年1月Woodward成為哈佛大學(xué)化學(xué)系講師，于1944年晉升為助理教授;1946年，29歲的Woodward升為副教授，并被聘為終身教授(tenured professor)，1950年升為正教授，終生在哈佛任教。Woodward從博士畢業(yè)到成為教授僅僅用了13年時(shí)間，這一晉升速度在美國(guó)學(xué)界并不多見。1963年Woodward兼任瑞士巴塞爾大學(xué)(University of Basel)伍德沃德研究所(The Woodward ResearchInstitute)所長(zhǎng)[2]。1934年Woodward發(fā)表第一篇研究論文[3]，1979年去世時(shí)已發(fā)表論文196篇，1993年他的最后一篇署名論文發(fā)表[4]，至此總共發(fā)表論文數(shù)量達(dá)200篇。Woodward教授一生培養(yǎng)了400名博士生和博士后，在有機(jī)化學(xué)理論、紫外、紅外光譜和旋光譜研究、生物合成、天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)研究、天然產(chǎn)物全合成等多個(gè)領(lǐng)域都取得了舉世矚目的成就。
2 紫外、紅外光譜和旋光譜研究
在20世紀(jì)40年代以前，現(xiàn)代波譜和質(zhì)譜技術(shù)以及核磁共振能技術(shù)尚未發(fā)展起來(lái)，天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)鑒定還是件相當(dāng)困難的事情，不僅工作量大，而且費(fèi)時(shí)，既需要無(wú)比的耐心與細(xì)致，更離不開深厚的化學(xué)功底，即便如此，錯(cuò)誤仍然難以避免。例如，1927年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者HeinrichOtto Wieland(1877—1957)在發(fā)表獲諾貝爾獎(jiǎng)演講時(shí)所給出的膽固醇(cholesterol)甾體母核結(jié)構(gòu)也存在錯(cuò)誤，至1929、1932年才被Otto Paul Hermann Diels(1876—1954)的脫氫反應(yīng)和X光衍射更正[5-6而Woodward的首個(gè)重要貢獻(xiàn)就是將各種光譜手段引入天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)研究，這也是他進(jìn)行化合物結(jié)構(gòu)鑒定的一大特色[7]。
1940—1942年，Woodward先后發(fā)表多篇論文詳細(xì)地描述了紫外光譜(ultraviolet spectroscopy，UV)和分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，證實(shí)了研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)時(shí)利用物理方法比化學(xué)方法更為有效，并由此于1945年引出了眾所周知的“伍德沃德規(guī)則(Woodward rules)”，即著名的“酮規(guī)則(ketone rules)”，用來(lái)計(jì)算含有共軛雙烯衍生物的發(fā)色基團(tuán)(chromophores)紫外光圖譜的最大吸收波長(zhǎng)(absorption maximum，λmax)。利用這個(gè)規(guī)則，可以預(yù)算烷基或羰基取代的共軛二烯或三烯等的紫外吸收峰與化合物的關(guān)系，所得的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)非常吻合，其準(zhǔn)確度一般可達(dá)2～3nm誤差之內(nèi)[8-11]。同一時(shí)期，在哈佛大學(xué)的資深教授Louis Frederick Fieser(1899—1977)，曾因合成維生素K而成為1941年和1942年諾貝爾獎(jiǎng)競(jìng)爭(zhēng)者，也是著名天然藥物化學(xué)家中西香爾教授(1925—)的導(dǎo)師。1959年Fieser教授用新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)修正了伍德沃德的規(guī)則，形成了適合多烯化合物的Woodward-Fieser rules[12]。Woodward曾用該方法將3-acetoxy-6-keto-7-hydroxy-Δ4-chloestene(2，圖5)的結(jié)構(gòu)修正為3-acetoxy-Δ5-(6)-norcholestene-7-carboxylicinstead[13]
進(jìn)入1950年，Woodward又意識(shí)到紅外光譜的重要意義，并在紅外光譜(infrared pectroscopy，IR)鑒定有機(jī)物結(jié)構(gòu)方面做出了重要的奠基工作。在合成利血平時(shí)，他測(cè)試了30余張紅外光譜用以監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，并首次將混合物進(jìn)行紅外光譜分析，糾正了當(dāng)時(shí)許多化學(xué)家把紅外光譜僅用于測(cè)定純有機(jī)物的習(xí)慣，Woodward認(rèn)為這不僅會(huì)限制紅外光譜的使用范圍，也會(huì)降低這一方法的檢測(cè)效果。他號(hào)召化學(xué)家應(yīng)將其運(yùn)用于反應(yīng)進(jìn)行時(shí)混合物的測(cè)定，這不但可以獲得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，還可以為反應(yīng)的進(jìn)行及機(jī)制研究提供重要的線索。Woodward這些開創(chuàng)性工作給波譜學(xué)應(yīng)用帶來(lái)了一場(chǎng)革命，也為日后質(zhì)譜和核磁共振技術(shù)應(yīng)用于化合物結(jié)構(gòu)研究起到了重要的推動(dòng)作用[14]。
20世紀(jì)50年代，旋光分散法(optical rotatory dispersion，ORD)開始廣泛被應(yīng)用于確定有機(jī)化合物的絕對(duì)構(gòu)型(absolute configuration)。1952—1957年，美國(guó)州立韋恩大學(xué)(Wayne State University)從事甾體化合物研究的避孕藥之父Carl Djerassi(翟若適，1923—2015，圖6)教授收集了大量甾體化合物
的旋光數(shù)據(jù)。1958年Djerassi教授在哈佛一個(gè)講座中遇到Woodward，以及William E.Moffitt教授(1925—1958)與他的學(xué)生AlbertMoscowitz(1929—1996)，他們開始一起研究旋光分散法的理論，總結(jié)出了八區(qū)律規(guī)則(octantrule)，并于1961年發(fā)表[15-16]。八區(qū)律規(guī)則的一個(gè)經(jīng)典實(shí)例是用于環(huán)酮(cyclic ketones)的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)[17]：將3-甲基環(huán)己酮(3R or 3S-methylcyclohexanone)置于坐標(biāo)系統(tǒng)中，羰基周圍的空間被相互垂直的平面分為8個(gè)區(qū)域，其中羰基位于Z軸，與羰基相連的2個(gè)原子a、b處于YZ平面上(圖7-a)。周圍原子通過(guò)影響羰基(λmax=284 nm)π-p*躍遷(π-p* transition)，產(chǎn)生貢獻(xiàn)不同的Cotton效應(yīng)(Cotton effect)[18]，根據(jù)分析各個(gè)區(qū)域中原子的Cotton效應(yīng)貢獻(xiàn)，從而預(yù)測(cè)3-甲基環(huán)己酮的立體構(gòu)型(圖7-b)[19]。
3 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)研究
1945—1964年，Woodward利用多種光譜方法完成了10余個(gè)化合物(圖8)的結(jié)構(gòu)鑒定，包括青霉素(penicillin，1945，4)[20]、馬錢子堿(strychnine，士的寧，1947，5)[21-24]、棒曲霉素(patulin，展青霉素，1948，6)[25]、山道年酸[26](santonic acid，1948，7)、二茂鐵(ferrocene，1952，8)、土霉素(terramycin，合霉素、地霉素，1952，9)[27]、cevine(1954，10，與Barton共同完成)、碳霉素(carbomycin，magnamycin，卡波霉素，1957，11)[28]、膠毒素(gliotoxin，1958，12)、玫瑰樹堿(ellipticine，1959，13)、蠟梅堿(calycanthine，1960，14)、竹桃霉素(oleandomycin，1960，15)、鏈黑菌素(streptonigrin，1963，16)與河豚毒素[29](tetrodotoxin，1964，17)。
在這些天然產(chǎn)物中，對(duì)于青霉素[20]、馬錢子堿[21]的結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)果還引發(fā)了Woodward與另一位化學(xué)大師——1947年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者RobertRobinson教授(1886—1975，圖9)間的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論。二戰(zhàn)時(shí)期英美兩國(guó)合作共同研究青霉素，Robinson關(guān)于青霉素的結(jié)構(gòu)提出了噻唑啉-噁唑環(huán)結(jié)構(gòu)(thiazolidine-oxazolone，19)假設(shè)，而Woodward則支持四元內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)(β-lactam，18)假設(shè)(圖10)。后來(lái)牛津大學(xué)的女科學(xué)家Dorothy Hodgkin(1910—1994，圖9)于1945年通過(guò)X光衍射確定了青霉素的結(jié)構(gòu)，證明Woodward等提出四元環(huán)不飽和內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)設(shè)想是正確的[20]。
馬錢子堿又名番木鱉堿，是1818年P(guān)ierre Joseph Pelletier和Joseph Bienaimé Caventou從熱帶植物番木鱉種子中分離得到的劇毒生物堿。1838年，Victor Regnaut定出其分子式是C21H22N2O2。馬錢子堿的結(jié)構(gòu)被Robinson稱為結(jié)構(gòu)鑒定的珠穆朗瑪峰[30]，這也是他畢生研究的課題，Robinson教授一生共發(fā)表54篇關(guān)于馬錢子堿化學(xué)結(jié)構(gòu)的論文。1910—1932年Robinson和他的導(dǎo)師William Henry Perkin(1838—1907)發(fā)表了一系列文章，證明馬錢子堿是一個(gè)吲哚衍生物;1932年Robinson又與德國(guó)化學(xué)家FriedrichHermann Leuchs(1879—1945)證明了環(huán)-III和環(huán)-IV;1945年VladimirPrelog(1906—1998)證明環(huán)-VI是一個(gè)六元環(huán);1947年Woodward證明環(huán)-V是一個(gè)五元環(huán)，而不是Robinson所提出的結(jié)構(gòu)(圖11)[21-24]。1954年Woodward合成了馬錢子堿[31-32]。
20世紀(jì)中期，土霉素的結(jié)構(gòu)鑒定是學(xué)術(shù)界的一大難題。Woodward的同事、1969年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Derek Harold Richard Barton(1918—1998)曾評(píng)論道：“最天才的結(jié)構(gòu)分析當(dāng)屬解決土霉素的結(jié)構(gòu)問題，這個(gè)問題工業(yè)價(jià)值很大，引得眾多杰出的化學(xué)家們紛紛投入這項(xiàng)工作中來(lái)。在研究過(guò)程中，許多實(shí)驗(yàn)雖然在操作上沒有出現(xiàn)問題，但是卻得不到正確的結(jié)果，這使得研究數(shù)據(jù)過(guò)于繁多，容易引起誤導(dǎo)。據(jù)說(shuō)Woodward在聽取報(bào)告后，拿出一大張卡片將全部研究數(shù)據(jù)寫在上面，靜思良久后，便推導(dǎo)得出了土霉素的正確結(jié)構(gòu)。這在當(dāng)時(shí)是無(wú)人能及的?！蓖ㄟ^(guò)這一實(shí)例，Woodward展現(xiàn)了深厚的化學(xué)理論功底、高超的思維能力與敏銳的科研直覺。
1951年，杜肯大學(xué)(Duquesne University)的Peter Ludwig Pauson(1925—2013)和他的學(xué)生TomKealy發(fā)現(xiàn)了1個(gè)金屬有機(jī)化合物(圖12)，并將成果發(fā)表在Nature雜志上[33]。1952年Woodward和在哈佛工作的英國(guó)化學(xué)家Geoffrey Wilkinson(1921—1996，圖12)讀到了這篇文章，并認(rèn)為其中關(guān)于結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果不正確。Woodward與Wilkinson一道提出了二茂鐵(圖12)新穎的四方反棱柱(antiprismatic)結(jié)構(gòu)[34]。二茂鐵分子由有機(jī)分子和鐵原子構(gòu)成。二茂鐵也引發(fā)了金屬有機(jī)化學(xué)的研究熱潮，這個(gè)事件被當(dāng)作是金屬有機(jī)化學(xué)的開端。Wilkinson也因?yàn)榇隧?xiàng)工作所取得的成績(jī)而榮獲1973年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
4 天然產(chǎn)物全合成研究
20世紀(jì)40年代前，有機(jī)化學(xué)發(fā)展的主流還是天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)鑒定，天然產(chǎn)物的全合成還是一件非常讓人望而生畏的工作，是Woodward開創(chuàng)了天然產(chǎn)物的全合成的先河。從現(xiàn)在的角度來(lái)看，他的一些合成工作似乎并不困難如奎寧，但是在20世紀(jì)40～60年代不對(duì)稱合成尚未興起，那時(shí)在合成過(guò)程中構(gòu)建一個(gè)手性中心是很困難的。Woodward憑借構(gòu)建剛性骨架，迫使分子采取一定的構(gòu)型，以此來(lái)構(gòu)建手性中心，先后合成了奎寧(quinine，1944，20)、可的松(cortisone，1951，21)、膽固醇(cholesterol，1951，22)、馬錢子堿(strychnine，1954，5)[32-33]、秋水仙堿(colchicine，1953，23)[35]、麥角酸(lysergic acid，1956，24)[36]、利血平(reserpine，1956，25)、前列腺素(prostaglandinF2a，1973，26)[37]、紅霉素(erythromycin，1981，27)、頭孢菌素(cephalosporin，1966，28)[38]、維生素B12(vitamin B12，1973，29)等化合物。他將有機(jī)合成的技巧提高到一個(gè)前所未有的水平，因此被尊稱為現(xiàn)代有機(jī)合成之父[39]。本文僅在Woodward全合成的眾多天然產(chǎn)物(圖13)中選取幾個(gè)經(jīng)典案例進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
失分最嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)答題
1. 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)如何檢查該裝置的氣密性?(以試管為例)
答：(1)微熱法：塞緊橡皮塞，將導(dǎo)管末端伸入盛水的燒杯中，用手捂熱(或用酒精燈微熱)試管，燒杯中有氣泡產(chǎn)生，冷卻后，導(dǎo)管末端回升一段水柱，說(shuō)明氣密性良好。
(2)液差法：塞緊橡皮塞，用止水夾夾住導(dǎo)氣管的橡皮管部分，從長(zhǎng)頸漏斗中向試管中注水，使長(zhǎng)頸漏斗中液面高于試管中液面，過(guò)一段時(shí)間，兩液面差不變，說(shuō)明氣密性良好。
(若為分液漏斗，塞緊橡皮塞，用止水夾夾住導(dǎo)氣管的橡皮管部分，向分液漏斗中加入一定量的水，打開活塞，若分液漏斗中液體滴下的速率逐漸減慢至不再滴下，說(shuō)明氣密性良好。)
2. 在進(jìn)行沉淀反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，如何認(rèn)定沉淀已經(jīng)完全?
答：在上層清液中(或取少量上層清液置于小試管中)，滴加沉淀劑，若不再產(chǎn)生沉淀，說(shuō)明沉淀完全。如粗鹽提純實(shí)驗(yàn)中判斷BaCl2已過(guò)量的方法是：在上層清液中再繼續(xù)滴加BaCl2溶液，若溶液未變渾濁，則表明BaCl2已過(guò)量。
3. 化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，過(guò)濾后如何洗滌沉淀?怎樣檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈?(以BaCl2沉淀Na2SO4為例)
答：向過(guò)濾器中注入蒸餾水，使水面沒過(guò)沉淀物，待水濾出后，再加水洗滌，重復(fù)操作2-3次。
取少量最后一次洗滌洗液，滴加AgNO3溶液，若無(wú)沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明已洗滌干凈。
4. (1)用圖1(圖一)裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已充滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是___________。該噴泉的原理是________________。
(2)如果只提供如圖2的裝置，請(qǐng)說(shuō)明引發(fā)噴泉的方法。________。
答：
(1)打開止水夾，擠出膠頭滴管中的水。氨氣極易溶解于水，致使燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)迅速減小。
(2)打開止水夾，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉。
5. 引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是什么?
答：加少量KClO3，插上鎂條并將其點(diǎn)燃。
6. 常用的試紙有哪些?應(yīng)如何使用?
答：(1)試紙種類：① 石蕊試紙(紅、藍(lán)色)：定性檢驗(yàn)溶液的酸堿性;② pH試紙：定量(粗測(cè))檢驗(yàn)溶液的酸、堿性的強(qiáng)弱;③ 品紅試紙：檢驗(yàn)SO2等有漂白性的物質(zhì);④ 淀粉KI試紙：檢驗(yàn)Cl2等有強(qiáng)氧化性的物質(zhì);⑤ 醋酸鉛試紙：檢驗(yàn)H2S氣體或其溶液。
(2)使用方法：① 檢驗(yàn)液體：取一小塊試紙放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待測(cè)液的玻璃棒(或膠頭滴管)點(diǎn)在試紙中部，觀察試紙顏色變化。② 檢驗(yàn)氣體：一般先用蒸餾水把試紙潤(rùn)濕，粘在玻璃棒的一端，并使其接近試管口，觀察顏色變化。
(3)注意事項(xiàng)：① 試紙不可伸人溶液中也不能與管口接觸。② 測(cè)溶液pH時(shí)，pH 試紙不能先潤(rùn)濕，因?yàn)檫@相當(dāng)于將原來(lái)溶液稀釋了。
7. 燒杯中使用倒置漏斗可防止液體倒吸原理是什么?
答：當(dāng)氣體被吸收時(shí)，液體上升到漏斗中，由于漏斗的容積較大，導(dǎo)致燒杯中液面下降，使漏斗口脫離液面，漏斗中的液體又流回?zé)瓋?nèi)，從而防止了倒吸。
8. 只用一種試劑如何鑒別 AgNO3、KSCN、稀H2SO4、NaOH四種溶液?
答：四種溶液各取少量，分別滴加FeCl3溶液，其中有白色沉淀生成的原溶液是AgNO3溶液，溶液變?yōu)檠t色的原溶液是KSCN，有紅褐色沉淀生成的原溶液是NaOH溶液，無(wú)明顯變化的是稀H2SO4。
9. 在如右圖(圖二)所示裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀硫酸等試劑制備Fe(OH)2。
(1)在試管里Ⅰ加入的試劑是 。
(2)在試管里Ⅱ加入的試劑是 。
(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀,在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑,打開止水夾,塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是 。
(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，其理由是：。
答：(1)稀硫酸和鐵屑(2)NaOH溶液(3)檢驗(yàn)試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度，當(dāng)排出的氫氣純凈時(shí)，再夾緊止水夾(4)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進(jìn)入。
10. 現(xiàn)在一個(gè)分液漏斗中，有水和苯的混合物，靜置后，液體明顯分為二層。請(qǐng)?jiān)诘喂?、試管、水、苯中選擇器材和藥品，用實(shí)驗(yàn)說(shuō)明哪一層是水，哪一層是苯。
答：將分液漏斗中下層液體放入試管中少量，然后用滴管加入少量水(或苯)，若試管內(nèi)液體分層，則分液漏斗下層液體為苯(或水)，若試管內(nèi)液體不分層，則分液漏斗下層液體為水(或苯)。
11. 如何檢查容量瓶是否漏液?
答：往瓶?jī)?nèi)加入一定量水，塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立過(guò)來(lái)，觀察瓶塞周圍是否有水漏出。如果不漏水，將瓶正立并將瓶塞旋轉(zhuǎn)180°后塞緊，仍把瓶倒立過(guò)來(lái)，再檢查是否漏水。
12. 在中和滴定實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn)是什么?如何判斷滴定終點(diǎn)?(以標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定未知濃度的鹽酸為例，酚酞作指示劑)
答：左手控制活塞(玻璃珠)，右手搖動(dòng)錐形瓶，眼睛注視錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化，當(dāng)?shù)稳胱詈髿溲趸c溶液，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)。
13. 滴有酚酞的氫氧化鈉通入SO2后溶液褪色，試通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明。
答：向褪色后的溶液中再滴過(guò)量的氫氧化鈉溶液，若溶液還能變紅，說(shuō)明是SO2酸性所致，若溶液不再變紅，說(shuō)明是SO2的漂白性所致。
14. 焰色反應(yīng)應(yīng)如何操作?
答：將鉑絲用鹽酸洗過(guò)后放到無(wú)色火焰上灼燒至無(wú)色，再用鉑絲蘸取樣品，放到火焰上灼燒，觀察火焰的顏色，(若是鉀元素，則必須透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃片觀察)。
15. 如何進(jìn)行結(jié)晶蒸發(fā)操作?
答：將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中加熱，并用玻璃棒攪拌，待有大量晶體出現(xiàn)時(shí)停止加熱，利用余熱蒸干剩余水分。
16. 下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論相符的是()
A. 將碘水倒入分液漏斗，加適量乙醇，振蕩后靜置，可將碘萃取到乙醇中
B. 某氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，該氣體水溶液一定顯堿性
C. 某無(wú)色溶液中加Ba(NO3)2溶液，再加入稀鹽酸，沉淀不溶解，則原溶液中一定有SO42-
D. 在含F(xiàn)eCl2雜質(zhì)的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加熱，除去過(guò)量的Cl2，即可得到較純凈的FeCl3溶液
答案：B
17. 下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是___。
A. 用滲析法分離淀粉中混有的NaCl雜質(zhì)
B. 配制銀氨溶液時(shí)，將稀氨水慢慢滴加到硝酸銀溶液中，產(chǎn)生沉淀后繼續(xù)滴加到沉淀剛好溶解為止
C. 配制100g10%的硫酸銅溶液時(shí)，稱取10g硫酸銅晶體溶解于90g水中
D. 鑒別溴乙烷：先加NaOH溶液，微熱，冷卻后再加AgNO3溶液
E. 將一定量CuSO4和NaOH溶液混合后加入甲醛溶液，加熱至沸騰，產(chǎn)生黑色沉淀，原因可能是NaOH量太少
F. 進(jìn)行中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，需測(cè)出反應(yīng)前鹽酸與NaOH溶液的各自溫度及反應(yīng)后溶液的最高溫度
G. 用膠頭滴管向試管滴液體時(shí)，滴管尖端與試管內(nèi)壁一般不應(yīng)接觸
H. 配制FeCl3溶液時(shí)，向溶液中加入少量Fe和稀硫酸
I. 滴定用的錐形瓶和滴定管都要用所盛溶液潤(rùn)洗
J. 分液時(shí)，分液漏斗中下層液體從下口流出，上層液體從上口倒
K. 配制硫酸溶液時(shí)，可先在量筒內(nèi)加入一定體積的水，再在攪拌下慢慢加入濃硫酸
答案：C D H I K
18.亞鐵是血紅蛋白的重要組成成分，起著向人體組織傳送O2的作用，人如果缺鐵就可能出現(xiàn)缺鐵性貧血，但是攝入過(guò)量的鐵也有害。下面是一種補(bǔ)鐵藥品說(shuō)明書中的部分內(nèi)容：該藥品為無(wú)水堿式鹽，含F(xiàn)e2+ 34%～36% ，是薄衣片，……，與VC(維生素C)同服可增加本品吸收。
某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)其中的鐵成分進(jìn)行了驗(yàn)證。請(qǐng)一起完成該實(shí)驗(yàn)：
第一步：查閱資料得知，雙氧水可以氧化SCN- 生成N2、CO2和SO42-，也可以將Fe2+氧化成Fe3+。
第二步：向去掉糖衣、研磨好的藥品中加稀鹽酸，出現(xiàn)淡綠色渾濁液，說(shuō)明有 離子存在(填離子符號(hào));
第三步：往上述溶液中滴入幾滴KSCN溶液，出現(xiàn)淺紅色，說(shuō)明溶液中有少量Fe3+離子存在。該離子存在的原因可能是(填序號(hào))：
?、偎幤分械蔫F本來(lái)就是以三價(jià)鐵的形式存在;
?、谠谥扑庍^(guò)程中生成少量三價(jià)鐵;
?、郾緦?shí)驗(yàn)過(guò)程中有少量三價(jià)鐵生成。
第四步：將第三步所得溶液分成2份，分別裝在A、B兩個(gè)試管中。
第五步：向A試管的溶液中加入少量稀硫酸，再慢慢滴入過(guò)量的H2O2溶液，溶液的紅色先變深，之后紅色逐漸褪去。紅色變深的原因是(用離子方程式表示)：__;溶液紅色又褪去的原因可能是： ;請(qǐng)自選中學(xué)實(shí)驗(yàn)室中常用儀器、藥品，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的推測(cè)： ;
第六步：向B試管的溶液中加入一片VC片，片刻后溶液紅色也褪去，說(shuō)明VC有 性;怎樣理解藥品說(shuō)明中所述“與VC同服可增加本品吸收”這句話?。
答案：第二步：Fe2+ ; 第三步：②③第五步：2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O
Fe3++3SCN- Fe(SCN)3(血紅色)H2O2氧化SCN-，使平衡Fe3++3SCN- Fe(SCN)3左移，紅色消失取一支試管，加入少量FeCl3溶液和幾滴KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，再加入適量H2O2振蕩，產(chǎn)生氣泡，紅色褪去，說(shuō)明是H2O2氧化了溶液的SCN-離子使溶液褪色.
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