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．測定溶液pH的操作：將pH試紙用水濕潤后，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，測溶液pH時(shí)，pH試紙不能濕潤。 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)在流動相溶劑中有適當(dāng)?shù)娜芙舛?，太大，待分離物質(zhì)會隨流動相跑到前沿；太小，則會留在固定相附近，分離效果不好。 答案　C 4．(2015·鎮(zhèn)江高二檢測)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Fe3＋和Cu2＋的吸附力不同 D．Fe3＋和Cu2＋在流動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，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、的成分在流動相中分配的多一些，隨流動相移動的速度就快一些；親水性強(qiáng)的成分在固定相中分配的多一些，隨流動相移動的速度就慢一些。請你根據(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，說明鐵離子的移動速度比銅離子的移動速度要快。 (5)FeCl3飽和溶液通常會出現(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＋在流動相中分配的多一些，隨流動相移動的速度快一些；Cu2＋在固定相中分配的多一些，隨流動相移動的速度慢一些 (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，在流動相中分配的多一些，隨流動相移動的速度快一些；而Cu2＋是親水性強(qiáng)的成分，在固定相中分配的多一些，隨流動相移動的速度慢一些，從而使Fe3＋和Cu2＋得到分離 8．菠菜營養(yǎng)豐富，素有“蔬菜之

11、王”之稱，在營養(yǎng)價(jià)值上是一種高效的補(bǔ)鐵劑。長期以來民間淬著“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。 他們設(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