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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(yáng)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