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2019年高中化學(xué) 專題一 物質(zhì)的分離與提純 1.2 用紙層析法分離鐵離子和銅離子同步訓(xùn)練 蘇教版選修6 1.根據(jù)“相似相溶”原理,已知胡蘿卜素易溶于石油,則可推出其易溶于(　　) A.水 B.苯 C.酒精 D.甘油 解析:極性分子易溶于極性溶劑,非極性分子易溶于非極性溶劑。因?yàn)楹}卜素易溶于極性非常小的石油中,所以易溶于非極性有機(jī)溶劑——苯。 答案:B 2.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 3.Fe3+和Cu2+能夠在濾紙上彼此分離開的原因是(　　) A.飽和FeCl3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+在展開劑中的溶解能力、擴(kuò)散速率不同 解析:紙層析分離Fe3+和Cu2+時(shí),含有Cu2+和Fe3+的溶液涂在濾紙一端,丙酮作展開劑,在濾紙的毛細(xì)作用下,展開劑攜帶Cu2+和Fe3+沿濾紙纖維向上移動(dòng)。因?yàn)閿U(kuò)散速率不同,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 4.在“菠菜的葉綠體中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中,下列描述正確的是(　　) A.將5 g新鮮完整的菠菜葉放入研缽中,迅速研磨 B.用毛細(xì)吸管吸取少量濾液,在起點(diǎn)線中部小心點(diǎn)樣,并迅速地重復(fù)點(diǎn)2~3次 C.把點(diǎn)好試樣斑點(diǎn)的濾紙條插入層析液中,并不斷搖晃,以求加快色素在濾紙條上的擴(kuò)散 D.色素分子是有機(jī)物,不溶于水,所以加石油醚—乙醇混合溶劑進(jìn)行提取 解析:本題主要考查對(duì)紙上層析實(shí)驗(yàn)操作的掌握程度。在研磨菠菜葉時(shí)要加入2 mL丙酮、小半藥匙干凈的細(xì)沙以及少量碳酸鈣。點(diǎn)樣時(shí),須待試樣斑點(diǎn)干燥后再重復(fù)點(diǎn)樣,否則會(huì)造成斑點(diǎn)過大和色素濃度低的情況。濾紙條插入層析液后搖晃,會(huì)使層析液接觸斑點(diǎn)而將色素溶解,從而嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)效果。 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.在層析實(shí)驗(yàn)中常要噴灑顯色劑,其作用是(　　) A.使試樣中的各組分能更好地分離 B.使試樣溶液呈現(xiàn)一定的顏色,有利于點(diǎn)樣觀察 C.使分離后的各組分呈現(xiàn)一定的顏色,便于觀察 D.使分離后的各組分分布在濾紙的不同部位 解析:噴灑顯色劑主要是讓分離后的各組分呈現(xiàn)不同顏色。如果分離的物質(zhì)是有色的,則不需噴顯色劑。 答案:C 7.有人進(jìn)行如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn): 實(shí)驗(yàn)一:取1支粉筆,在粗的一頭點(diǎn)上一點(diǎn)紅墨水(大約距末端1.5 cm處),然后把它豎立在酒精中,紅墨水也會(huì)隨著酒精慢慢向上展開。最后,觀察到粉筆上半部的墨水是橙紅色的,下半部的墨水是紅色的。 實(shí)驗(yàn)二:在試管中加入2 mL濃氨水和18 mL蒸餾水,混勻。再加入10 mL正丁醇,管口用橡皮塞塞緊,充分搖動(dòng)試管,然后將試管靜置。等溶液分層后(上層是氨的正丁醇溶液,下層是氨水),用滴管吸出上層溶液放在培養(yǎng)皿內(nèi)。 將0.5 mL甲基橙指示劑和0.5 mL酚酞指示劑混合均勻,備用。取1支粉筆,在粗的一頭點(diǎn)上一點(diǎn)混合指示劑(位置和實(shí)驗(yàn)一中相同),然后把粉筆豎立在培養(yǎng)皿內(nèi)的氨的正丁醇溶液中。不久,混合指示劑緩慢向上展開,最后,粉筆的上半部是紅色,下半部是橙黃色。 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的現(xiàn)象,你認(rèn)為所用的紅墨水中染料物質(zhì)的顏色主要有哪幾種? 　。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)二判斷: ①氨水在不同指示劑中的顏色為:甲基橙:　　　　,酚酞:　　　　。 ②甲基橙與酚酞在粉筆上的展開速率是:甲基橙　　　　酚酞(填“>”“<”或“=”)。 解析:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的現(xiàn)象,即可判斷紅墨水中染料物質(zhì)主要有橙色、紅色兩種。(2)氨水顯堿性,因此可使甲基橙顯橙黃色,使酚酞顯紅色,所以結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可判斷出酚酞在粉筆上的展開速率快。 答案:(1)主要有橙色、紅色兩種 (2)①橙黃色　紅色　②< 8.(1)在層析法分離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　　　　和　　　　的斑痕。 (2)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 　、 　。 (3)顯色反應(yīng)結(jié)果是濾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　。 (4)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　。 (5)紙層析分離的基本原理是:親脂性強(qiáng)的成分在流動(dòng)相中分配得多一些,隨流動(dòng)相移動(dòng)的速率就快一些;親水性強(qiáng)的成分在固定相中分配得多一些,隨流動(dòng)相移動(dòng)的速率就慢一些。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 　。 答案:(1)藍(lán)色(或淺藍(lán)色)　棕黃色(或黃色) (2)Fe3++3NH3H2OFe(OH)3↓+3N Cu2++4NH3H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O (3)Fe3+在流動(dòng)相中分配得多一些,隨流動(dòng)相移動(dòng)的速率快一些;Cu2+在固定相中分配得多一些,隨流動(dòng)相移動(dòng)的速率慢一些 (4)在溶液中加入適量的鹽酸 (5)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中可以說明,Fe3+是親脂性強(qiáng)的成分,在流動(dòng)相中分配得多一些,隨流動(dòng)相移動(dòng)的速率快一些;而Cu2+是親水性強(qiáng)的成分,在固定相中分配得多一些,隨流動(dòng)相移動(dòng)的速率慢一些,從而使Fe3+和Cu2+得到分離 9.如圖是葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的部分材料和用具。據(jù)圖回答下列問題: (1)圖中步驟①加入研缽內(nèi)的物質(zhì):A　　　　,作用是　　　　;B　　　　少許,作用是使研磨的充分;C　　　　少許,作用是　。 (2)圖中步驟②將糨糊狀的研磨液倒入漏斗中,漏斗底部放有　　　　。 (3)④中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是　。 (4)若在研磨時(shí)分別在1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)三個(gè)研缽中加2 g剪碎的新鮮菠菜綠葉,并按下表所示添加試劑,經(jīng)研磨、過濾得到三種不同顏色的溶液,即深綠色、黃綠色(或褐色)、幾乎無色。 處理 1號(hào) 2號(hào) 3號(hào) A + - + B + + + C - + + 蒸餾水 - + - 注:“+”表示加,“-”表示不加。 試回答: ①1號(hào)處理得到的溶液顏色是　　　　　,原因是 　。 ②2號(hào)處理得到的溶液顏色是　　　　　,原因是 　。 ③3號(hào)處理得到的溶液顏色是　　　　　,原因是 　。 解析:(1)在從葉綠體中提取色素時(shí),研磨時(shí)應(yīng)加入有機(jī)溶劑如丙酮、乙醇等和SiO2、CaCO3,SiO2可使研磨充分,CaCO3可以保護(hù)葉綠素等色素免受破壞,葉綠體中的色素是脂溶性物質(zhì),能夠溶解于丙酮和乙醇等有機(jī)溶劑中,但不能溶于水。 (2)為防止固體顆粒進(jìn)入濾液,應(yīng)加紗布過濾。 (3) (4)1號(hào)不加CaCO3,也不加水,沒有CaCO3的保護(hù),部分葉綠素可能受到破壞,所以提取液呈黃綠色(或褐色);2號(hào)不加丙酮(或乙醇),只加SiO2、CaCO3、水,葉綠體中色素?zé)o法被溶解,提取不出來,所以提取液幾乎無色;只有3號(hào)才能得到正常的提取液,呈現(xiàn)深綠色。 答案:(1)丙酮(或乙醇)　溶解色素　SiO2　CaCO3　防止色素被破壞 (2)紗布 (3)從上到下依次出現(xiàn)橙黃、黃、藍(lán)綠、黃綠色4條色素帶 (4)①黃綠色(或褐色)　部分葉綠素受到破壞 ②幾乎無色　葉綠體中色素不溶于水 ③深綠色　大量葉綠素溶于丙酮(或乙醇)中