2022-2023版高中化學(xué) 專題一 物質(zhì)的分離與提純 課題二 用紙層析法分離鐵離子和銅離子習(xí)題 蘇教版選修6

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1、2022-2023版高中化學(xué) 專題一 物質(zhì)的分離與提純 課題二 用紙層析法分離鐵離子和銅離子習(xí)題 蘇教版選修6 (時(shí)間：45分鐘) 1．下列實(shí)驗(yàn)操作或原理正確的是(　　) A．紙層析法中的展開劑之所以能夠展開的主要原理是毛細(xì)現(xiàn)象 B．分液操作時(shí)，分液漏斗中的下層液體從下口放出，上層液體也從下口放出 C．萃取操作時(shí)，應(yīng)選擇有機(jī)萃取劑，且萃取劑的密度必須比水大 D．測(cè)定溶液pH的操作：將pH試紙用水濕潤(rùn)后，置于表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，點(diǎn)在pH試紙的中部，與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較 解析　分液操作時(shí)，上層液體應(yīng)從上口倒出。萃取劑選擇①與被萃取物不反應(yīng)，②兩溶劑互不相溶

2、，③被萃取物在兩溶劑中溶解度相差較大，測(cè)溶液pH時(shí)，pH試紙不能濕潤(rùn)。 答案　A 2．從菠菜的葉綠體中提取色素時(shí)，沒有涉及的基本操作為(　　) A．過濾 B．分液 C．萃取 D．蒸餾 解析　從菠菜的葉綠體中提取色素時(shí)，過程中要經(jīng)過：菠菜研磨浸取、過濾、洗滌、干燥。洗滌中有萃取、分液。 答案　D 3．下列說法中不正確的是(　　) A．層析法是分離、提純和鑒定物質(zhì)的一種方法 B．層析法可以分為紙上層析、柱層析和薄層層析 C．紙層析要求被分離物質(zhì)在流動(dòng)相溶劑中的溶解度越大越好 D．紙層析要求被分離物質(zhì)在流動(dòng)相溶劑中的溶解

3、度既不能太大也不能太小 解析　紙層析要求被分離物質(zhì)在流動(dòng)相溶劑中有適當(dāng)?shù)娜芙舛?，太大，待分離物質(zhì)會(huì)隨流動(dòng)相跑到前沿；太小，則會(huì)留在固定相附近，分離效果不好。 答案　C 4．(2015·鎮(zhèn)江高二檢測(cè))Fe3＋和Cu2＋能夠在濾紙上彼此分離開的原因是(　　) A．飽和FeCl3溶液和飽和CuSO4溶液已經(jīng)分層 B．陽光的照射使Fe3＋和Cu2＋能彼此分開 C．濾紙對(duì)Fe3＋和Cu2＋的吸附力不同 D．Fe3＋和Cu2＋在流動(dòng)相溶劑中的溶解能力、擴(kuò)散速度不同 解析　紙上層析分離Fe3＋和Cu2＋時(shí)，含有Cu2＋和Fe3＋的溶液涂在濾紙一端，丙酮作流動(dòng)相溶劑，在濾紙的毛細(xì)

4、作用下，展開劑攜帶Cu2＋和Fe3＋沿濾紙纖維向上移動(dòng)，因?yàn)樗俣炔煌?溶解能力的不同)，一段時(shí)間后，Cu2＋和Fe3＋距起點(diǎn)的距離會(huì)不同，從而達(dá)到分離的目的。 答案　D 5．用紙層析法分離菠菜的葉綠體中的四種色素的正確順序應(yīng)該是(　　) A．進(jìn)行紙層析→制取濾液→在濾紙條上畫線→制取濾液→再畫線 B．制取濾液→進(jìn)行紙層析→在濾紙條上畫線→制取濾液→再畫線 C．將實(shí)驗(yàn)材料剪碎、研磨→在濾紙條上畫線→制取濾液→進(jìn)行紙層析 D．將實(shí)驗(yàn)材料剪碎、研磨→制取濾液→在濾紙條上畫線→進(jìn)行紙層析 解析　根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理需要把實(shí)驗(yàn)材料剪碎后加入二氧化硅、碳酸鈣研磨，同時(shí)還要加入丙酮使色素溶

5、解，來提取各種色素，然后，過濾得到含色素的濾液。再在濾紙上畫線，進(jìn)行紙層析。 答案　D 6．下列關(guān)于紙層析的說法中不正確的是(　　) A．紙層析以濾紙作為惰性支持物 B．應(yīng)沿試管壁小心地將展開劑慢慢倒入試管底部 C．紙層析的實(shí)質(zhì)是試樣中的各組分在兩相之間產(chǎn)生不同分配 D．點(diǎn)樣后的濾紙需晾干后，才能將其浸入展開劑中 解析　向試管中加入展開劑時(shí)，展開劑不能沾到試管壁，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 7．紙上層析法的基本原理是利用混合物中各組分在流動(dòng)相和固定相間的分配比的不同而使之分離。填寫下列空白： (1)紙上層析法是一種物質(zhì)分離的簡(jiǎn)單方法，是色譜分析法的一種。它以濾紙

6、作為________，附著在紙上的水是________，不與水混溶的有機(jī)溶劑作為________(又稱________)。 (2)在紙上層析法分離Fe3＋和Cu2＋的實(shí)驗(yàn)中，層析操作后，濾紙未經(jīng)氨熏，可觀察到濾紙表面有________色和________色的斑痕。 (3)為使觀察效果更明顯，實(shí)驗(yàn)中采用氨熏顯色。請(qǐng)寫出Fe3＋、Cu2＋分別與足量氨水反應(yīng)的離子方程式______________________________________ _________________________________________________________。 (4)顯色反應(yīng)結(jié)果是濾

7、紙上方顏色呈紅棕色，下方呈深藍(lán)色(均在原點(diǎn)之上)，說明Fe3＋和Cu2＋得到了分離。由此可以得出Fe3＋和Cu2＋在流動(dòng)相和固定相中的分配情況是______________________________________________ ___________________________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)中所使用的FeCl3飽和溶液通常會(huì)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，解決的辦法是________________________________________________________。 (6)紙上層析法分離的基本原理是：親脂性強(qiáng)

8、的成分在流動(dòng)相中分配的多一些，隨流動(dòng)相移動(dòng)的速度就快一些；親水性強(qiáng)的成分在固定相中分配的多一些，隨流動(dòng)相移動(dòng)的速度就慢一些。請(qǐng)你根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，描述Fe3＋和Cu2＋得到分離的原因：____________________________________________ _____________________________________________________________。 解析　(1)紙上層析法中以濾紙作為惰性支持物，附著在濾紙上的水作為固定相，不與水互溶的有機(jī)溶劑作為展開劑。 (2)由于未經(jīng)氨熏，所以應(yīng)該是銅離子和鐵離子自身的顏色，故應(yīng)該為藍(lán)色(或淺藍(lán)色)

9、和黃色(或棕黃色)。 (3)氨熏過程中的離子方程式是： Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O (4)由于濾紙上方呈現(xiàn)紅棕色，說明鐵離子的移動(dòng)速度比銅離子的移動(dòng)速度要快。 (5)FeCl3飽和溶液通常會(huì)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象的主要原因是由于Fe3＋水解，故可以加入少量鹽酸以抑制其水解。 (6)由于在紙上層析法分離鐵離子和銅離子的實(shí)驗(yàn)中鐵離子的移動(dòng)速度更快一些，故鐵離子應(yīng)該是親脂性更強(qiáng)一些，而銅離子應(yīng)該是親水性更強(qiáng)一些。 答案　(1)惰性支持物　固定相　流動(dòng)相　展開劑 (2)藍(lán)(或淺藍(lán))　

10、棕黃(或黃)(順序可調(diào)換) (3)Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH， Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O (4)Fe3＋在流動(dòng)相中分配的多一些，隨流動(dòng)相移動(dòng)的速度快一些；Cu2＋在固定相中分配的多一些，隨流動(dòng)相移動(dòng)的速度慢一些 (5)在溶液中加入適量的稀鹽酸(答案合理即可) (6)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中可以說明，F(xiàn)e3＋是親脂性強(qiáng)的成分，在流動(dòng)相中分配的多一些，隨流動(dòng)相移動(dòng)的速度快一些；而Cu2＋是親水性強(qiáng)的成分，在固定相中分配的多一些，隨流動(dòng)相移動(dòng)的速度慢一些，從而使Fe3＋和Cu2＋得到分離 8．菠菜營(yíng)養(yǎng)豐富，素有“蔬菜之

11、王”之稱，在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上是一種高效的補(bǔ)鐵劑。長(zhǎng)期以來民間淬著“菠菜不能與豆腐同食”、“菠菜根比菠菜更有營(yíng)養(yǎng)”等說法。某學(xué)習(xí)興趣小組的同學(xué)擬通過實(shí)驗(yàn)探究以下問題 ①菠菜是否含有豐富的鐵，是補(bǔ)鐵的佳品？ ②菠菜是否含有草酸類物質(zhì)？ ③菠菜根中鐵的含量是否比莖和葉的高？ 該同學(xué)通過上網(wǎng)查詢，獲得以下資料：草酸又名乙二酸，其酸性比乙酸稍強(qiáng)，草酸及其鹽具有較強(qiáng)的還原性，其中草酸鈣不溶于水，在膽結(jié)石、腎結(jié)石等中均有一定的含量。 他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下： Ⅰ. Ⅱ.取菠菜a g使用相同儀器、試劑重復(fù)Ⅰ中實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 Ⅲ.將菠菜在少量開水中煮沸2～3 min，濾去菠菜

12、，得濾液C。向?yàn)V液C中加入足量Ca(OH)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入足量醋酸，觀察現(xiàn)象。 請(qǐng)回答以下問題 (1)操作①使用的儀器為________________，操作②的名稱是________________。 (2)操作③加入活性炭的作用是_____________________________________ _____________________________________________________________。 (3)通過現(xiàn)象________________________可以說明菠菜根要比菠菜莖葉中Fe元素含量多。 (4)菠菜中的Fe是

13、＋2價(jià)還是＋3價(jià)？______________________________ (5)步驟Ⅲ中向?yàn)V液C中加入Ca(OH)2溶液后，再加入醋酸，其目的是_____________________。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________，通過現(xiàn)象________________________，可以說明菠菜中含有草酸。 解析　本題以民間流傳的一些對(duì)菠菜的食用方法的探究為考查點(diǎn)。操作Ⅰ的目的是通過顯色反應(yīng)檢驗(yàn)Fe元素的存在，需要排除其它有色物質(zhì)的干擾，因此用活性炭處理。操作Ⅲ的目的是探究草酸的存在，需要排除CO的干擾，利用酸性強(qiáng)弱關(guān)系：草酸>醋酸>碳酸，故選用醋酸來溶解CaCO3。 答案　(1)坩堝　過濾　(2)吸附溶液中的有色物質(zhì) (3)步驟Ⅱ中得到溶液的紅色比步驟Ⅰ中得到溶液的紅色深　(4)＋2　(5)排除碳酸鹽的干擾　CaCO3＋2CH3COOH===(CH3COO)2Ca＋H2O＋CO2↑　加入醋酸，沉淀不溶或部分溶解