2020年高中化学 专题1课题二 用纸层析法分离铁离子和铜离子同步课时限时训练 苏教版选修6 6页

课题二　用纸层析法分离铁离子和铜离子 ‎(时间：45分钟)‎ ‎1．以下关于纸层析法的叙述，错误的是(　　)‎ ‎ A．纸层析法适用于分离和检验化学性质十分相近的分子或离子 ‎ B．用纸层析法可以检验氯化铁溶液中是否混有少量氯化铜 ‎ C．纸层析法是利用试样中各种离子随展开剂在滤纸上展开的速率不同而形成不同位置的色斑 ‎ D．为了看到色斑，只有有色离子的检验才可以用纸层析法 ‎ 解析　纸层析能够分离和检验化学性质十分相近的分子或离子，但并不是只有有色离子的检验才可以用纸层析法，无色离子的检验可以先纸层析后再利用显色反应检验。‎ ‎ 答案　D ‎2．以下层析操作的示意图正确的是(　　)‎ ‎ 解析　流动相要和滤纸相接触，且要低于试样点，切忌与试样点接触。‎ ‎ 答案　D ‎3．层析实验中点样操作正确的是(　　)‎ ‎ A．可用玻璃棒蘸取试样溶液，滴在滤纸上 ‎ B．点样时应尽量蘸取较多的试样滴在滤纸上，使点样一次成功 ‎ C．蘸取样品，在原点处轻轻点样，晾干后再点，重复数次 ‎ D．点样后应在滤纸上形成一个直径较大的样斑，以便实验时观察 ‎ 解析　点样一般采用玻璃毛细管，管的内径应小于‎1 mm。点样动作要轻，如果色斑颜色浅，要待溶剂完全挥发后，在同一位置再次点样，并重复数次。‎ ‎ 答案　C ‎4．在层析实验中常要喷洒显色剂，其作用是(　　)‎ ‎ A．使试样中的各组分能更好地分离 ‎ B．使试样溶液呈现一定的颜色，有利于点样观察 - 6 -‎ ‎ C．使分离后的各组分呈现一定的颜色，便于观察 ‎ D．使分离后的各组分分布在滤纸的不同部位 ‎ 解析　如果分离后的物质是有色的，则不需喷显色剂。‎ ‎ 答案　C ‎5．用有机溶剂提取菠菜中的色素所形成的色素石油醚溶液，要用干燥剂进行干燥以后再用纸色谱法进行色素分离。下列物质中可用作干燥剂的是(　　)‎ A．芒硝 B．无水硫酸钠 C．蓝矾 D．明矾 解析　芒硝——Na2SO4·10H2O，无水硫酸钠——Na2SO4，蓝矾——CuSO4·5H2O，明矾——KAl(SO4)2·12H2O。它们当中只有无水硫酸钠有吸水性，可用作干燥剂。‎ 答案　B ‎6．在“菠菜的叶绿体中色素的提取和分离”实验中，下列描述正确的是(　　)‎ A．将‎5 g新鲜完整的菠菜叶放入研钵中，迅速研磨 B．用毛细吸管吸取少量滤液，在起点线中部小心点样，并迅速地重复点2～3次 C．把点好试样斑点的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散 D．色素分子是有机物，不溶于水，所以加石油醚—乙醇混合溶剂进行提取 解析　在研磨菠菜叶时要加入2 mL丙酮、小半药匙干净的细沙以及少量碳酸钙。点样时，须待试样斑点干燥后再重复点样，否则会造成斑点过大和色素浓度低的情况。滤纸条插入层析液后摇晃，会使层析液接触斑点而将色素溶解，从而严重影响实验效果。‎ 答案　D ‎7．下列说法中不正确的是(　　)‎ ‎ A．层析法是分离、提纯和鉴定物质的一种方法 ‎ B．层析法可以分为纸上层析、柱层析和薄层层析 ‎ C．纸层析要求被分离物质在流动相溶剂中的溶解度越大越好 ‎ D．纸层析要求被分离物质在流动相溶剂中的溶解度既不能太大也不能太小 ‎ 解析　纸层析要求被分离物质在流动相溶剂中有适当的溶解度，太大，待分离物质会随流动相跑到前沿；太小，则会留在固定相附近，分离效果不好。‎ ‎ 答案　C ‎8．在进行Fe3＋和Cu2＋分离实验时，不能让层析液(展开剂)没及试样斑点的原因是(　　)‎ A．Fe3＋和Cu2＋会溶解在层析液中，使实验结果不明显 B．滤纸上Fe3＋和Cu2＋会扩散不均影响实验效果 C．滤纸上的滤液细线会变粗而使Fe3＋和Cu2＋太分散 - 6 -‎ D．滤纸上的Fe3＋和Cu2＋会混合起来不分散 解析　试样点若触及展开剂，Fe3＋和Cu2＋会溶解在展开剂中，使实验结果不明显。因此，滤纸条下端浸入展开剂中‎0.5 cm，勿使试样斑点浸入溶液中。‎ 答案　A ‎ 答案　D ‎9．用纸层析法分离菠菜的叶绿体中的四种色素的正确顺序应该是(　　)‎ ‎ A．进行纸层析→制取滤液→在滤纸条上画线→制取滤液→再画线 ‎ B．制取滤液→进行纸层析→在滤纸条上画线→制取滤液→再画线 ‎ C．将实验材料剪碎、研磨→在滤纸条上画线→制取滤液→进行纸层析 ‎ D．将实验材料剪碎、研磨→制取滤液→在滤纸条上画线→进行纸层析 ‎ 解析　根据实验原理需要把实验材料剪碎后加入二氧化硅、碳酸钙研磨，同时还要加入丙酮使色素溶解，来提取各种色素，然后，过滤得到含色素的滤液。再在滤纸上画线，进行纸层析。‎ ‎ 答案　D ‎10．下列关于纸层析的说法中不正确的是(　　)‎ ‎ A．纸层析以滤纸作为惰性支持物 ‎ B．应沿试管壁小心地将展开剂慢慢倒入试管底部 ‎ C．纸层析的实质是试样中的各组分在两相之间产生不同分配 ‎ D．点样后的滤纸需晾干后，才能将其浸入展开剂中 ‎ 解析　向试管中加入展开剂时，展开剂不能沾到试管壁，故B项错误。‎ ‎ 答案　B ‎11．纸上层析法的基本原理是利用混合物中各组分在流动相和固定相间的分配比的不同而使之分离。填写下列空白：‎ ‎ (1)纸上层析法是一种物质分离的简单方法，是色谱分析法的一种。它以滤纸作为________，附着在纸上的水是________，不与水混溶的有机溶剂作为________(又称________)。‎ ‎ (2)在纸上层析法分离Fe3＋和Cu2＋的实验中，层析操作后，滤纸未经氨熏，可观察到滤纸表面有________色和________色的斑痕。‎ ‎ (3)为使观察效果更明显，实验中采用氨熏显色。请写出Fe3＋、Cu2＋分别与足量氨水反应的离子方程式___________________________________‎ ‎ ____________________________________________________________。‎ - 6 -‎ ‎ (4)显色反应结果是滤纸上方颜色呈红棕色，下方呈深蓝色(均在原点之上)，说明Fe3＋和Cu2＋得到了分离。由此可以得出Fe3＋和Cu2＋在流动相和固定相中的分配情况是______________________________________________‎ ‎ ___________________________________________________________。‎ ‎ (5)实验中所使用的FeCl3饱和溶液通常会出现浑浊现象，解决的办法是_____________________________________________________________。‎ ‎ (6)纸上层析法分离的基本原理是：亲脂性强的成分在流动相中分配的多一些，随流动相移动的速度就快一些；亲水性强的成分在固定相中分配的多一些，随流动相移动的速度就慢一些。请你根据上述实验现象，描述Fe3＋和Cu2＋得到分离的原因：_______________________________________‎ ‎ __________________________________________________________。‎ ‎ 解析　(1)纸上层析法中以滤纸作为惰性支持物，附着在滤纸上的水作为固定相，不与水互溶的有机溶剂作为展开剂。‎ ‎ (2)由于未经氨熏，所以应该是铜离子和铁离子自身的颜色，故应该为蓝色(或浅蓝色)和黄色(或棕黄色)。‎ ‎ (3)氨熏过程中的离子方程式是：‎ ‎ Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH ‎ Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O ‎ (4)由于滤纸上方呈现红棕色，说明铁离子的移动速度比铜离子的移动速度要快。‎ ‎ (5)FeCl3饱和溶液通常会出现浑浊现象的主要原因是由于Fe3＋水解，故可以加入少量盐酸以抑制其水解。‎ ‎ (6)由于在纸上层析法分离铁离子和铜离子的实验中铁离子的移动速度更快一些，故铁离子应该是亲脂性更强一些，而铜离子应该是亲水性更强一些。‎ ‎ 答案　(1)惰性支持物　固定相　流动相　展开剂 ‎ (2)蓝(或浅蓝)　棕黄(或黄)(顺序可调换)‎ ‎ (3)Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH，‎ ‎ Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O ‎ (4)Fe3＋在流动相中分配的多一些，随流动相移动的速度快一些；Cu2＋在固定相中分配的多一些，随流动相移动的速度慢一些 ‎ (5)在溶液中加入适量的稀盐酸(答案合理即可)‎ - 6 -‎ ‎ (6)从实验现象中可以说明，Fe3＋是亲脂性强的成分，在流动相中分配的多一些，随流动相移动的速度快一些；而Cu2＋是亲水性强的成分，在固定相中分配的多一些，随流动相移动的速度慢一些，从而使Fe3＋和Cu2＋得到分离 ‎12．菠菜营养丰富，素有“蔬菜之王”之称，在营养价值上是一种高效的补铁剂。长期以来民间淬着“菠菜不能与豆腐同食”、“菠菜根比菠菜更有营养”等说法。某学习兴趣小组的同学拟通过实验探究以下问题 ‎ ①菠菜是否含有丰富的铁，是补铁的佳品？‎ ‎ ②菠菜是否含有草酸类物质？‎ ‎ ③菠菜根中铁的含量是否比茎和叶的高？‎ ‎ 该同学通过上网查询，获得以下资料：草酸又名乙二酸，其酸性比乙酸稍强，草酸及其盐具有较强的还原性，其中草酸钙不溶于水，在胆结石、肾结石等中均有一定的含量。‎ ‎ 他们设计的实验步骤如下：‎ ‎ Ⅰ.‎ ‎ Ⅱ.取菠菜a g使用相同仪器、试剂重复Ⅰ中实验，观察实验现象。‎ ‎ Ⅲ.将菠菜在少量开水中煮沸2～3 min，滤去菠菜，得滤液C。向滤液C中加入足量Ca(OH)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量醋酸，观察现象。‎ ‎ 请回答以下问题 ‎ (1)操作①使用的仪器为________________，操作②的名称是________________。‎ ‎ (2)操作③加入活性炭的作用是__________________________________‎ ‎ _______________________________________________________________。‎ ‎ (3)通过现象________________________可以说明菠菜根要比菠菜茎叶中Fe元素含量多。‎ ‎ (4)菠菜中的Fe是＋2价还是＋3价？________________________________‎ ‎ (5)步骤Ⅲ中向滤液C中加入Ca(OH)2溶液后，再加入醋酸，其目的是___________________。发生反应的化学方程式为____________________，通过现象________________________，可以说明菠菜中含有草酸。‎ ‎ ‎ - 6 -‎ 解析　本题以民间流传的一些对菠菜的食用方法的探究为考查点。操作Ⅰ的目的是通过显色反应检验Fe元素的存在，需要排除其它有色物质的干扰，因此用活性炭处理。操作Ⅲ的目的是探究草酸的存在，需要排除CO的干扰，利用酸性强弱关系：草酸>醋酸>碳酸，故选用醋酸来溶解CaCO3。‎ ‎ 答案　(1)坩埚　过滤　(2)吸附溶液中的有色物质 ‎ (3)步骤Ⅱ中得到溶液的红色比步骤Ⅰ中得到溶液的红色深　(4)＋2　(5)排除碳酸盐的干扰　CaCO3＋2CH3COOH===(CH3COO)2Ca＋H2O＋CO2↑　加入醋酸，沉淀不溶或部分溶解 - 6 -‎