2023-2024學(xué)年（人教版2023）高中化學(xué)必修1第三章　第一節(jié)　研究與實(shí)踐2　檢驗(yàn)食品中的鐵元素 學(xué)案 （含答案）

第第頁2023-2024學(xué)年（人教版2023）高中化學(xué)必修1第三章第一節(jié)研究與實(shí)踐2檢驗(yàn)食品中的鐵元素學(xué)案（含答案）研究與實(shí)踐2檢驗(yàn)食品中的鐵元素

【研究目的】

鐵是人體必需的微量元素。食用富含鐵元素的食品，可以補(bǔ)充人體所需的鐵元素。通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法檢驗(yàn)食品中的鐵元素，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)研究的一般過程和化學(xué)知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用。

【閱讀材料】

一、鐵元素在人體中的作用

成年人體內(nèi)含有4～5克鐵，根據(jù)在體內(nèi)的功能狀態(tài)可分成功能性鐵和儲(chǔ)存鐵兩部分。功能性鐵存在于血紅蛋白、肌紅蛋白和一些酶中，約占體內(nèi)總鐵量的70%。其余30%為儲(chǔ)存鐵，主要儲(chǔ)存在肝、脾和骨髓中。

鐵是合成血紅蛋白的主要原料之一。血紅蛋白的主要功能是把新鮮氧氣運(yùn)送到各組織。鐵缺乏時(shí)不能合成足夠的血紅蛋白，造成缺鐵性貧血。鐵還是體內(nèi)參與氧化還原反應(yīng)的一些酶和電子傳遞體的組成部分，如過氧化氫酶和細(xì)胞色素都含有鐵。

二、人體鐵元素的來源

動(dòng)物內(nèi)臟(特別是肝臟)、血液、魚、肉類都是富含血紅素鐵的食品。深綠葉蔬菜所含鐵雖不是血紅素鐵，但攝入量多，所以仍是我國(guó)人民膳食鐵的重要來源。

三、常用的二、三價(jià)鐵離子的檢驗(yàn)方法

1．苯酚檢驗(yàn)法

鐵離子與苯酚反應(yīng)，可生成顯紫色的絡(luò)離子(絡(luò)合物)。

2．硫氰化物鑒別法

取溶液各少量，滴入可溶性硫氰化物(如KSCN、NaSCN等)溶液，變紅色的是含鐵離子的溶液，因?yàn)樯闪孙@紅色的絡(luò)合物。

3．堿鑒別法

加入氫氧化鈉、氨水或氫氧化鉀等堿性溶液后，有紅褐色沉淀生成，并檢測(cè)開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH，發(fā)現(xiàn)從開始沉淀到沉淀完全時(shí)溶液的pH(常溫下)為2.7～3.7的是鐵離子。

4．亞鐵氰化鉀溶液法(黃血鹽溶液)

亞鐵離子在酸性溶液中與亞鐵氰化鉀溶液生成藍(lán)色沉淀，稱為普魯士藍(lán)。

【實(shí)驗(yàn)儀器】

研缽、燒杯、剪刀、漏斗、玻璃棒、試管、滴管、濾紙。

【實(shí)驗(yàn)藥品】

菠菜、蒸餾水、稀硝酸、KSCN溶液。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

1．取新鮮的菠菜10g，將菠菜剪碎后放在研缽中研磨，然后倒入燒杯中，加入30mL蒸餾水，攪拌。將上述濁液過濾，得到的濾液作為試驗(yàn)樣品。

2．取少許試驗(yàn)樣品加入試管中，然后加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性)，再滴加幾滴KSCN溶液，振蕩，觀察到溶液________________________________________________________。

結(jié)論：菠菜中________鐵元素。

【思考與討論】

1．在實(shí)驗(yàn)中由于菠菜汁有顏色，所以對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察有一定的影響，想一想可以怎么改進(jìn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

2．實(shí)驗(yàn)中加入稀硝酸的目的是什么？

1．某興趣小組同學(xué)為探究黑木耳中含鐵量，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

已知：ⅰ.黑木耳富含蛋白質(zhì)、糖類、卵磷脂、鐵及一些還原性物質(zhì)(如維生素C)等。每100g黑木耳含鐵量高達(dá)185mg。

ⅱ.紫色的KMnO4溶液在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，其還原產(chǎn)物是無色的Mn2＋。

Ⅰ.為確定黑木耳中含有鐵元素，甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下。

(1)步驟②得到濾液A的操作是_______________________________________________。

(2)步驟④檢驗(yàn)Fe3＋所用試劑是______溶液。

(3)下列有關(guān)上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是____(填字母)。

a．黑木耳中一定含F(xiàn)e2＋和Fe3＋

b．濾液A中一定含F(xiàn)e2＋和Fe3＋

c．白色沉淀中一定含F(xiàn)e(OH)2

Ⅱ.為測(cè)定黑木耳中鐵元素的含量，乙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下。

(4)可選做試劑B的物質(zhì)是______(填字母)。

a．Nab．Zn

c．Fed．Cu

(5)步驟⑦中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________________________________________，反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________________。

(6)若乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，但測(cè)得含鐵量遠(yuǎn)大于實(shí)際的含量，其可能的原因是_________

_____________________________________________________________________________。

2．鐵是人體必需的微量元素，治療缺鐵性貧血的常見方法是服用補(bǔ)鐵藥物?！八倭Ψ啤?主要成分：琥珀酸亞鐵，呈暗黃色)是市場(chǎng)上一種常見的補(bǔ)鐵藥物。該藥品不溶于水但能溶于人體中的胃酸。某同學(xué)為了檢測(cè)“速力菲”藥片中Fe2＋的存在，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

試回答下列問題：

(1)試劑1是__________，試劑2是__________，加入新制氯水后溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________、

___________________________________________________________________________。

(2)加入試劑2后溶液中顏色由淡黃色轉(zhuǎn)變?yōu)榈t色是因?yàn)開________________________，

寫出＋2價(jià)Fe在空氣中轉(zhuǎn)化為＋3價(jià)Fe的化學(xué)方程式：__________________________。

(3)該同學(xué)猜想紅色溶液變?yōu)闊o色溶液的原因是溶液中的＋3價(jià)鐵被還原為＋2價(jià)鐵，你認(rèn)為該同學(xué)的猜想合理嗎？_______________________________________________________。

若你認(rèn)為合理，請(qǐng)說明理由(若你認(rèn)為不合理，該空不作答)__________________；若你認(rèn)為不合理請(qǐng)?zhí)岢瞿愕牟孪氩⒃O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證(若你認(rèn)為合理，該空不作答)________________________________________________________________________。

研究與實(shí)踐2檢驗(yàn)食品中的鐵元素

三、

實(shí)驗(yàn)步驟

2．變紅色含有

思考與討論

1．可以先將菠菜燃燒成灰，再溶解、過濾進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2．將菠菜汁里的鐵元素變成三價(jià)鐵離子，從而進(jìn)行檢驗(yàn)。

跟蹤訓(xùn)練

1．(1)過濾(2)KSCN(3)bc(4)d(5)酸性高錳酸鉀溶液紫色褪去5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O(6)黑木耳中還含有其他還原性物質(zhì)(或黑木耳中還含有維生素C)

2．(1)稀鹽酸KSCN溶液2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(2)少量的Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋4FeCl2＋O2＋4HCl===4FeCl3＋2H2O(3)不合理猜想：Fe(SCN)3中的SCN－被過量的氯水氧化；設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)為在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液，不變紅色(或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液，變紅色)

解析(1)該藥品不溶于水但能溶于人體中的胃酸，試劑1用于溶解樣品，可以選用稀鹽酸；試劑2用于檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子，可以選用KSCN溶液；氯氣氧化亞鐵離子生成鐵離子，離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；鐵離子與硫氰根離子結(jié)合生成硫氰化鐵，離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。

(2)Fe3＋遇KSCN溶液變紅色，溶液由淡黃色變?yōu)闇\紅色，說明少量Fe2＋被