專題2檢驗食品中的鐵元素（導學案）高一化學（原卷版）

第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物專題2菠菜（黑木耳）中鐵元素的檢驗【學習目標】1.通過設計實驗，從定性檢驗到定量測定菠菜（黑木耳）中的鐵元素，鞏固鐵及其化合物的相關知識，提升物質檢驗、轉化、分離提純等基礎實驗技能。菠菜（黑木耳）中是否含有鐵元素以及鐵元素的存在形態(tài)，初步形成物質特性決定檢驗方法的認知模型，體驗實驗研究的一般過程和化學知識在實際中的應用。菠菜（黑木耳）中鐵元素含量的方案，建立物質性質于測量方法的關系，并利用證據(jù)推理體會復雜體系中具有相同性質的物質對于測定的干擾?！緦W習重點】鐵及其化合物的性質及應用【學習難點】物質的性質與檢驗、測定方法的關聯(lián)及解決問題的角度和思路的建立【課前預習】舊知回顧：檢驗Fe3+常用試劑是溶液，現(xiàn)象是出現(xiàn)，離子方程式，檢驗Fe2+常用試劑有，現(xiàn)象是。有關化學方程式。新知預習：生活中常見富含鐵元素的食品有等。檢驗菠菜中鐵元素的實驗操作步驟有等?！菊n中探究】情景導入：鐵是人體中一種必需的微量元素，血紅蛋白是人體血液里面含鐵的特殊蛋白質，他也是血液能夠呈現(xiàn)紅色的主要因素，除此之外身體所需要的氧氣和二氧化碳都是依靠血紅蛋白來運輸?shù)?，在冬天比較常見的煤氣中毒，就是因為血紅蛋白的親氧性被剝奪了，身體吸收不到氧氣，也排不到二氧化碳，就導致了人體昏迷甚至死亡的情況。如果身體缺鐵會出現(xiàn)疲勞乏力、畏寒怕冷、肌肉酸痛、嘴唇干裂、皮膚異常蒼白等現(xiàn)象。從而導致人的記憶能力、免疫能力、和對溫度的適應能力下降，如果體內的鐵不足以供給生命活動的需要，就會發(fā)生貧血。（見PPT視頻）一、鐵元素的定性檢驗活動一、人體中的鐵元素任務一、查閱資料，觀看視頻，回答鐵元素在人體中的作用是什么？任務二、討論交流：人體需要的鐵元素主要有哪些來源？【對應訓練】富脂食品密封保存往往需要在包裝袋內裝一小包脫氧劑(有效成分是還原鐵粉)，某小組為探究脫氧劑中鐵粉是否變質，取少量樣品溶于稀鹽酸，再進行下列實驗，下列有關實驗現(xiàn)象和結論的說法正確的是（）A．若加鹽酸時有氣體產生，則證明脫氧劑未變質B．若滴加KSCN溶液，無明顯變化，再滴加氯水顯血紅色，則證明脫氧劑未變質C．若滴加KSCN溶液，溶液顯血紅色，則證明脫氧劑已變質D．若加入銅粉充分反應后，溶液呈藍色，則證明脫氧劑已完全變質活動二、探究菠菜（黑木耳）中鐵元素的定性檢驗方法任務一、查閱資料，每100克菠菜中，平均含鐵量是2.7毫克，該如何檢驗其中存在鐵元素呢？任務二、討論交流：根據(jù)Fe2+和Fe3+的檢驗方法，如何設計實驗方案？①設計初步實驗方案如下：實驗步驟預期實驗現(xiàn)象步驟1：把菠菜放在研缽中研碎，然后把研碎的菠菜倒入燒杯中，向燒杯中加入30mL蒸餾水浸泡菠菜，半分鐘后把燒杯中的菠菜汁過濾后取濾液與試管中?！襟E2：向盛有菠菜汁的試管中滴入幾滴KSCN溶液步驟3：繼續(xù)向第二步中的菠菜汁中加入幾滴氯水（或稀硝酸或雙氧水）②實驗操作、現(xiàn)象及結論：實驗步驟預期實驗現(xiàn)象步驟1：把菠菜放在研缽中研碎，然后把研碎的菠菜倒入燒杯中，向燒杯中加入30mL蒸餾水浸泡菠菜，半分鐘后把燒杯中的菠菜汁過濾后取濾液與試管中?！襟E2：向盛有菠菜汁的試管中滴入幾滴KSCN溶液步驟3：繼續(xù)向第二步中的菠菜汁中加入幾滴氯水（或稀硝酸或雙氧水）實驗結論任務三、問題探究1：查閱資料，菠菜中鐵元素的存在檢索文獻表明,100g菠菜約含2mg鐵,菠菜中的鐵元素以草酸亞鐵的形式存在,草酸亞鐵是一種淡黃色結晶性粉末,在冷水中的溶解度是0.022g/100g,屬于難溶物，易溶于有機溶劑。同時，草酸亞鐵屬于弱酸鹽，可與強酸反應。根據(jù)信息，思考該如何改進實驗方案？改進方案一：方案評價：問題探究2：再查閱資料，草酸亞鐵加熱易分解為其對應氧化物，同時，菠菜中含有葉綠素對檢驗的顏色有一定的干擾，葉綠素是一種不溶于水的物質，熔點為120~153℃，溫度越高，對葉綠素的降解程度越大；PH越低，對葉綠素的破壞性越大,又該如何改進實驗方案？改進方案二：方案評價：任務四、綜上，設計改進后的實驗方案，完成相關實驗，填寫表格內容。實驗步驟實驗現(xiàn)象及原理解釋步驟1：將一定量（10g）的菠菜葉剪碎，放入硬質試管中，隔絕空氣加熱灼燒直至變成菠菜灰為止，將菠菜灰轉移到燒杯中加稀硫酸溶解并過濾，將濾液加入活性炭去除顏色干擾后再過濾，得到澄清濾液步驟2：向盛有菠菜汁的試管中滴入幾滴KSCN溶液步驟3：繼續(xù)向步驟2中的菠菜汁中加入幾滴氯水（或稀硝酸或雙氧水）任務五、拓展探究：為什么經灼燒和酸化后亞鐵離子沒有被氧化成鐵離子？你認為在食物補鐵過程中要注意哪些問題？【對應訓練】1．某同學對未知物A鹽的水溶液進行了鑒定，實驗過程及現(xiàn)象如下圖所示：現(xiàn)對A、B、C、D做出的如下推斷中，不正確的是()A．A鹽一定是FeCl3 B．白色沉淀B可能是AgClC．C中一定含F(xiàn)e3＋ D．無法確定A中是否含有Fe2＋2．某礦石樣品中可能含鐵的氧化物，為確定其成分，進行如下操作：下列有關說法正確的是（）礦石樣品溶液甲溶液乙A．向溶液乙中滴加KSCN溶液，溶液顏色變紅，則原礦石樣品中存在Fe3+B．向溶液甲中滴加KSCN溶液，溶液顏色變紅，則原礦石樣品中存在Fe3+C．向溶液乙中滴加幾滴氫氧化鈉溶液，一定出現(xiàn)紅褐色沉淀D．該礦石一定為赤鐵礦二、鐵元素的定量測定活動一、測定鐵元素的質量任務一、討論結論：結合鐵在菠菜中的存在形式，思考如何設計實驗測定菠菜中鐵元素的質量？①可以用氫氧化鈉沉淀法：②設計實驗方案如下：實驗步驟實驗現(xiàn)象及原理分析步驟1：將一定量（10g）的菠菜葉剪碎，放入硬質試管中，隔絕空氣加熱灼燒直至變成菠菜灰為止，將菠菜灰轉移到燒杯中加稀硫酸溶解并過濾，將濾液加入活性炭去除顏色干擾后再過濾。步驟2：向步驟1得到的澄清濾液中加入足量的氯水（或雙氧水），觀察現(xiàn)象。步驟3：繼續(xù)向第二步中的溶液中加入足量NaOH溶液，觀察現(xiàn)象。步驟4：過濾、洗滌、干燥、稱量、計算。任務二、問題探究：該實驗方案還有哪些不足？應該如何改進？【對應訓練】1.一些高檔茶葉、點心等食品的包裝盒中有一個小袋，將小袋打開，可以看到黑色粉末，部分已變成棕褐色。將上述粉末溶于稀鹽酸，取上層清液，滴入幾滴氯水，再滴加KSCN溶液，溶液立即變?yōu)榧t色。下列說法不正確的是（）A．小袋中原來裝有氧化鐵 B．小袋中原來裝有鐵粉C．該黑色粉末不可食用 D．該黑色粉末做抗氧化劑2．下列有關說法正確的是（）A．廚房可用食醋除水垢，食醋的作用是作氧化劑B．某食品包裝袋內裝有一包鐵粉，它的主要作用是作干燥劑C．病人補鐵(Fe2+)的同時需補維生素C，維生素C的作用是作還原劑D．疫情期間常用酒精對物品和手部進行消毒，乙醇的作用是作氧化劑活動二、測定鐵元素含量的其它方法任務一、討論交流：結合所學知識，思考測定菠菜（黑木耳）中鐵元素的含量還可以有哪些方法？①滴定法：②設計實驗方案如下：實驗步驟實驗現(xiàn)象及原理分析步驟1：將一定量（10g）的菠菜葉剪碎，放入硬質試管中，隔絕空氣加熱灼燒直至變成菠菜灰為止，將菠菜灰轉移到燒杯中加稀硫酸溶解并過濾，將濾液加入活性炭去除顏色干擾后再過濾。步驟2：用量筒量取步驟1得到的澄清濾液V1mL并加入足量的銅粉（或其它還原劑），過濾，觀察現(xiàn)象。步驟3：用濃度為c的標準KMnO4溶液對步驟2得到的溶液進行滴定，觀察現(xiàn)象，記錄數(shù)據(jù)。步驟4：記錄消耗標準KMnO4溶液的體積，計算鐵元素的含量。任務二、問題探究：步驟2中加入足量銅粉（或其它還原劑）的目的是什么？要注意什么問題？【對應訓練】1.某學生在學習了檢驗食品中的鐵元素后，設想在課外研究測定某補血劑中鐵元素(+2價)含量，其設計實驗流程如下：下列說法不正確的是（）A．步驟②時以用新制氯水替代H2O2B．步驟①需要在研缽中研磨，研磨時研杵應保持垂直C．取步驟②操作后的溶液，滴加幾滴KSCN溶液可檢驗補血劑是否己因氧化變質2.中醫(yī)藥典記載木耳具有“和血養(yǎng)營”功效（治療貧血癥的功效）。項目小組設計并通過下列實驗流程檢測木耳中是否含有鐵元素。（1）“灼燒”所使用的容器是_____?！白茻睍r，木耳中的有機質先逐步碳化，后逐步氧化為CO和CO2?！白茻边^程中鐵元素可能存在的化合價形態(tài)有。（2）“酸浸”時，氧化鐵和鹽酸反應的化學方程式為。加入氯水時發(fā)生的離子反應方程式是。（3）“檢測”步驟的實驗過程為。檢測鐵離子的化學反應方程式為?！菊n后鞏固】1．市場上銷售的食品包裝有多種方式，其中一種為真空包裝，如香腸、鹽水鴨、月餅等食品，抽出包裝袋內空氣并放入一小包鐵粉，那么其中鐵粉主要表現(xiàn)的性質是()A．氧化性 B．還原性C．堿性 D．酸性2．在醫(yī)藥生產工業(yè)上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質量標準，產品中不得含有Fe2+及NO3。為檢驗所得產品中是否含有Fe2+，應使用的試劑為（）A．氯水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液3．下列關于鐵元素的化合物描述錯誤的項目數(shù)是（）代表物類別鐵元素價態(tài)部分性質描述Fe3O4氧化物+1價具有磁性的黑色晶體Fe(OH)2堿+2價白色，在空氣中迅速變成灰綠色最終變成紅褐色Fe(OH)3堿+3價紅褐色，對熱很穩(wěn)定FeCl3鹽+3價FeCl3溶液中的Fe3+能被Mg還原成Fe2+A．1項 B．2項 C．3項 D．4項4．氯酸鎂[Mg(ClO3)]常做催熟劑、除草劑等。實驗室利用鹵塊(主要成分為MgCl2?6H2O，含有MgSO4、FeCl2等雜質)制備少量Mg(ClO3)2的工藝流程如圖：部分氫氧化物開始沉淀及沉淀完全的pH如表所示：氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2開始沉淀的pH沉淀完全的pH下列說法正確的是（）A．反應I的離子方程式為MnO4+5Fe2++4H2O=Mn2++5Fe3++8OHB．反應II后溶液中大量存在的離子是Mg2+、Ba2+、Fe3+、SO42、ClD．反應III屬于復分解反應，能夠發(fā)生的原因是因為生成溶解度相對較小的Mg(ClO3)25．某興趣小組同學為探究黑木耳中含鐵量，進行如下實驗。已知：ⅰ.黑木耳富含蛋白質、糖類、卵磷脂、鐵及一些還原性物質(如維生素C)等。每100g黑木耳含鐵量高達185mg。ⅱ.紫色的KMnO4溶液在酸性條件下具有強氧化性，其還原產物是無色的Mn2＋。Ⅰ.為確定黑木耳中含有鐵元素，甲同學設計實驗方案如下。(1)步驟②得到濾液A的操作是。(2)步驟④檢驗Fe3＋所用試劑是溶液。(3)下列有關上述實驗得出的結論是(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)2Ⅱ.為測定黑木耳中鐵元素的含量，乙同學設計實驗方案如下。(4)可選做試劑B的物質是(填序號)。a．Nab．Znc．Fed．Cu(5)步驟⑦中觀察到的實驗現(xiàn)象是，反應的離子方程式是。(6)若乙同學實驗操作規(guī)范，但測得含鐵量遠大于實際的含量，其可能的原因是。6．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鐵藥物?！八倭Ψ啤?主要成分：琥珀酸亞鐵，呈暗黃色)是市場上一種常見的補鐵藥物。該藥品不溶于水但能溶于人體中的胃酸。某同學為了檢測“速力菲”藥片中Fe2＋的存在，設計并進行了如下實驗：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)生反應的離子方程式是、。(2)加入試劑2后溶液中