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高中化学专题1物质的分离与提纯课题二用纸层析法分离铁离子和铜离子课件苏教版选修_理化生_高中教育_教育专区

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高中化学专题1物质的分离与提纯课题二用纸层析法分离铁离子和铜离子课件苏教版选修_理化生_高中教育_教育专区。课题二 用纸层析法分离铁离子和铜离子 【学考报告】 知识条目 ①层析法的基本原理 ②氨水使Fe3+、Cu2+显色的原理 ③纸层析法分离溶液中铁离子和铜离子的 操作方法和步骤 加试要求 a a b


课题二 用纸层析法分离铁离子和铜离子 【学考报告】 知识条目 ①层析法的基本原理 ②氨水使Fe3+、Cu2+显色的原理 ③纸层析法分离溶液中铁离子和铜离子的 操作方法和步骤 加试要求 a a b 一、纸层析法 1.纸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__惰__性__支__持__物___,附着在纸上的水是_固__定__相___, 不与水混溶的有机溶剂作为__流__动__相___(mobile phase),这种方 法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。 2. 基 本 原 理 : 样 品 混 合 物 中 各 组 分 在 水 或 有 机 溶 剂 中 的 __溶__解__能__力__各__不__相___同___ , _亲__脂__性__强___ 的 成 分 _在__流__动__相__中___ 分 配得多一些,随流动相移动的速度就快一些;而__亲__水__性__强__ 的成分_在__固__定__相___中分配得多一些,随流动相移动的速度就 慢一些,这样,性质不同的组分就分离在滤纸的不同位置上, 达到分离的目的。 二、纸层析法分离铁离子和铜离子实验步骤 1.实验用品 仪器(必要用品):大试管、__滤__纸___、小刀、烧杯、量筒、玻 璃棒、滴管、__毛__细__管___、橡胶塞、回形针、表面皿、镊子、 剪刀。 试剂:饱和FeCl3溶液、饱和CuSO4溶液、_浓__氨__水_、6 mol·L-1 盐酸、___丙__酮___。 2.实验操作 取一支大试管,配一个合适的橡胶塞。在橡胶塞的下部用小 刀切开一条缝,插入回形针以夹持滤纸条。在距滤纸条末端 约__2___ cm处用铅笔画一个小圆点作为原点。 取一个表面皿,加入1 mL饱和FeCl3溶液和1 mL饱和CuSO4溶 液,混合后作为__层__析__试__样___。用毛细管蘸取试样在滤纸条的 原点处轻轻点样,晾干后再点,重复___3_~__5__次,要求留下 斑点的直径小于__0_.5__ cm。将晾干的滤纸条夹持在橡胶塞下 面的回形针上。 另取一支试管,加入9 mL丙酮和1 mL 6 mol·L-1盐酸,混合均 匀,作为__展__开__剂___。用滴管吸取一定量展开剂,小心地注入大 试管的底部,注意不要沾到试管壁。将橡胶塞和点有试样的滤 纸条慢慢伸入试管内,使纸条末端浸入展开剂中约0.5 cm,注 意不要让试样点接触展开剂。塞紧橡胶塞,将大试管垂直静置, 等待展开剂展开。约3~5 min后,展开剂上升至滤纸条的上端。 用镊子取下滤纸条,放在盛有浓氨水的试剂瓶瓶口上方,进行 __氨__熏___。得到两个清晰斑点,从上至下依次呈__红__棕__色___(说明 含Fe3+)、__深__蓝__色___(说明含Cu2+)。 点拨一、纸层析法的操作步骤 注意:1.滤纸条的大小一定要和试管匹配,太大易使滤纸和 试管内壁接触,太小可吸附的溶剂太少,均不利于实验。 2.点样所用的毛细管一定要细,每次所取的试剂量一定要少, 要尽量做到试样点“色浓斑小”。 点拨二、Fe3+、Cu2+的分离及检验 1.Fe3+、Cu2+的分离 (1)纸层析法分离 Fe3+、Cu2+的原理: Fe3+、Cu2+在滤纸上随展开剂展开的速率不同,展开后 Fe3+、 Cu2+分离在滤纸的不同位置上。 (2)Fe3+、Cu2+的显色反应: 吸附有 Fe3+、Cu2+的滤纸经氨熏后显色:Fe3+遇氨水反应生成红 棕色沉淀,Cu2+遇氨水后生成深蓝色溶液。发生反应分别为: Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH+ 4 , Cu2++4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++4H2O。 2.Fe3+的检验 Fe3+遇亚铁氰化钾可生成蓝色沉淀,遇硫氰化钾生成血红色溶 液。发生反应分别为: Fe3++[Fe(CN)6] 4-+K+===KFe[Fe(CN)6]↓ Fe3++SCN- [Fe(SCN)]2+。 注意:1.纸层析法分离 Fe3+、Cu2+时为防止水解,饱和 FeCl3 和 饱和 CuSO4 溶液可加少量盐酸或 H2SO4 酸化,不影响实验效果。 2.Fe3+遇苯酚时生成紫色配合物,该反应也为 Fe3+的显色反应。 通常可利用 FeCl3 检验苯酚或酚羟基。 [典例剖析] 有人用氯化铁、硫酸铜混合溶液进行纸层析分离实验,实验 装置如图所示。 试回答下列问题。 (1)烧杯中所加展开剂的主要成分是____________________。 (2)请指出装置中的3处错误。 ①________________________________________________; ②________________________________________________; ③________________________________________________。 (3) 图 中 滤 纸 剪 去 两 角 有 利 于 增 强 层 析 的 实 验 效 果 , 其 作 用 是 _________________________________________________。 (4)层析操作结束后应进行显色反应,若实验用氨水作为显色试 剂,写出本实验中进行显色反应的操作方法:_____________ ____________________________________________________。 (5)显色反应后,可观察到_______________________________ ____________________________________________________。 写出显色反应时所发生反应的离子方程式:_______________ _____________________________________________________。 解析 (1)展开剂应用丙酮,为防止Fe3+和Cu2+水解,常在展开 剂中加入少量盐酸酸化。 (2)在进行纸层析法操作时,层析液不能与点样点或点样线接触, 因为点样中的成分是易溶于展开剂的,否则会使实验失败;点 样点直径太大或细线过粗,会使样品中的成分分离不清晰,降 低实验效果;展开操作的过程需要在密闭空间内进行,因此要 给烧杯加盖或在大试管中进行,并塞上橡胶塞。 (3)剪去两角可防止滤纸两端离子扩散太快而造成分离不明显的 现象。 (4)采用氨熏法进行显色。 (5)Fe3 + 与 Cu2 + 分 别 转 化 为 红 棕 色 的 Fe(OH)3 沉 淀 和 深 蓝 色 的 [Cu(NH3)4]2+。 答案 (1)丙酮、6 mol·L-1 盐酸 (2)层析液没及点样点 点样点太大 烧杯口上端没加盖 (3)防止两端离子扩散快而导致分离不明显 (4)用镊子取下滤纸条,放在盛浓氨水的试剂瓶瓶口上方,由于浓 氨水中可挥发出 NH3,进行氨熏,使铁离子、铜离子跟 NH3 发生 反应 (5)滤纸上分别出现红棕色、深蓝色区域,红棕色区域靠近滤纸上 方,深蓝色区域出现在红棕色区域下方 Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH+ 4 , Cu2++4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++4H2O [跟踪训练] 下列关于纸上层析法分离Fe3+和Cu2+操作正确的是( ) A.裁滤纸应垂直纤维方向裁开 B.点样时,斑点尽量小,且再点时必须在同一位置 C.展开时,用流动相溶剂刚好淹过色斑进行展开 D.当流动相溶剂上升至滤纸上沿时,取出晾干观察 解析 裁滤纸时注意使滤纸纤维为竖直走向;流动相溶剂的液 面低于色斑;当流动相溶剂上升至滤纸条的上端(距滤纸上沿约 1 cm处)时,取出滤纸,用铅笔在流动相溶剂前沿处画一条线, 再晾干。 答案 B 归纳总结 纸层析法是用滤纸作为支持剂(载体)的一种色谱分析法,这种 方法的基本原理一般认为主要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。分配比较大的物质移 动速率较快,移动的距离较远;分配比较小的物质移动速率慢, 移动的距离较近。这样,便把试样中各组分分开聚集在滤纸的 不同位置上。
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