专题2检验食品中的铁元素（导学案）高一化学（原卷版）

第三章铁金属材料第一节铁及其化合物专题2菠菜（黑木耳）中铁元素的检验【学习目标】1.通过设计实验，从定性检验到定量测定菠菜（黑木耳）中的铁元素，巩固铁及其化合物的相关知识，提升物质检验、转化、分离提纯等基础实验技能。菠菜（黑木耳）中是否含有铁元素以及铁元素的存在形态，初步形成物质特性决定检验方法的认知模型，体验实验研究的一般过程和化学知识在实际中的应用。菠菜（黑木耳）中铁元素含量的方案，建立物质性质于测量方法的关系，并利用证据推理体会复杂体系中具有相同性质的物质对于测定的干扰。【学习重点】铁及其化合物的性质及应用【学习难点】物质的性质与检验、测定方法的关联及解决问题的角度和思路的建立【课前预习】旧知回顾：检验Fe3+常用试剂是溶液，现象是出现，离子方程式，检验Fe2+常用试剂有，现象是。有关化学方程式。新知预习：生活中常见富含铁元素的食品有等。检验菠菜中铁元素的实验操作步骤有等。【课中探究】情景导入：铁是人体中一种必需的微量元素，血红蛋白是人体血液里面含铁的特殊蛋白质，他也是血液能够呈现红色的主要因素，除此之外身体所需要的氧气和二氧化碳都是依靠血红蛋白来运输的，在冬天比较常见的煤气中毒，就是因为血红蛋白的亲氧性被剥夺了，身体吸收不到氧气，也排不到二氧化碳，就导致了人体昏迷甚至死亡的情况。如果身体缺铁会出现疲劳乏力、畏寒怕冷、肌肉酸痛、嘴唇干裂、皮肤异常苍白等现象。从而导致人的记忆能力、免疫能力、和对温度的适应能力下降，如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。（见PPT视频）一、铁元素的定性检验活动一、人体中的铁元素任务一、查阅资料，观看视频，回答铁元素在人体中的作用是什么？任务二、讨论交流：人体需要的铁元素主要有哪些来源？【对应训练】富脂食品密封保存往往需要在包装袋内装一小包脱氧剂(有效成分是还原铁粉)，某小组为探究脱氧剂中铁粉是否变质，取少量样品溶于稀盐酸，再进行下列实验，下列有关实验现象和结论的说法正确的是（）A．若加盐酸时有气体产生，则证明脱氧剂未变质B．若滴加KSCN溶液，无明显变化，再滴加氯水显血红色，则证明脱氧剂未变质C．若滴加KSCN溶液，溶液显血红色，则证明脱氧剂已变质D．若加入铜粉充分反应后，溶液呈蓝色，则证明脱氧剂已完全变质活动二、探究菠菜（黑木耳）中铁元素的定性检验方法任务一、查阅资料，每100克菠菜中，平均含铁量是2.7毫克，该如何检验其中存在铁元素呢？任务二、讨论交流：根据Fe2+和Fe3+的检验方法，如何设计实验方案？①设计初步实验方案如下：实验步骤预期实验现象步骤1：把菠菜放在研钵中研碎，然后把研碎的菠菜倒入烧杯中，向烧杯中加入30mL蒸馏水浸泡菠菜，半分钟后把烧杯中的菠菜汁过滤后取滤液与试管中。———步骤2：向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液步骤3：继续向第二步中的菠菜汁中加入几滴氯水（或稀硝酸或双氧水）②实验操作、现象及结论：实验步骤预期实验现象步骤1：把菠菜放在研钵中研碎，然后把研碎的菠菜倒入烧杯中，向烧杯中加入30mL蒸馏水浸泡菠菜，半分钟后把烧杯中的菠菜汁过滤后取滤液与试管中。———步骤2：向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液步骤3：继续向第二步中的菠菜汁中加入几滴氯水（或稀硝酸或双氧水）实验结论任务三、问题探究1：查阅资料，菠菜中铁元素的存在检索文献表明,100g菠菜约含2mg铁,菠菜中的铁元素以草酸亚铁的形式存在,草酸亚铁是一种淡黄色结晶性粉末,在冷水中的溶解度是0.022g/100g,属于难溶物，易溶于有机溶剂。同时，草酸亚铁属于弱酸盐，可与强酸反应。根据信息，思考该如何改进实验方案？改进方案一：方案评价：问题探究2：再查阅资料，草酸亚铁加热易分解为其对应氧化物，同时，菠菜中含有叶绿素对检验的颜色有一定的干扰，叶绿素是一种不溶于水的物质，熔点为120~153℃，温度越高，对叶绿素的降解程度越大；PH越低，对叶绿素的破坏性越大,又该如何改进实验方案？改进方案二：方案评价：任务四、综上，设计改进后的实验方案，完成相关实验，填写表格内容。实验步骤实验现象及原理解释步骤1：将一定量（10g）的菠菜叶剪碎，放入硬质试管中，隔绝空气加热灼烧直至变成菠菜灰为止，将菠菜灰转移到烧杯中加稀硫酸溶解并过滤，将滤液加入活性炭去除颜色干扰后再过滤，得到澄清滤液步骤2：向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液步骤3：继续向步骤2中的菠菜汁中加入几滴氯水（或稀硝酸或双氧水）任务五、拓展探究：为什么经灼烧和酸化后亚铁离子没有被氧化成铁离子？你认为在食物补铁过程中要注意哪些问题？【对应训练】1．某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如下图所示：现对A、B、C、D做出的如下推断中，不正确的是()A．A盐一定是FeCl3 B．白色沉淀B可能是AgClC．C中一定含Fe3＋ D．无法确定A中是否含有Fe2＋2．某矿石样品中可能含铁的氧化物，为确定其成分，进行如下操作：下列有关说法正确的是（）矿石样品溶液甲溶液乙A．向溶液乙中滴加KSCN溶液，溶液颜色变红，则原矿石样品中存在Fe3+B．向溶液甲中滴加KSCN溶液，溶液颜色变红，则原矿石样品中存在Fe3+C．向溶液乙中滴加几滴氢氧化钠溶液，一定出现红褐色沉淀D．该矿石一定为赤铁矿二、铁元素的定量测定活动一、测定铁元素的质量任务一、讨论结论：结合铁在菠菜中的存在形式，思考如何设计实验测定菠菜中铁元素的质量？①可以用氢氧化钠沉淀法：②设计实验方案如下：实验步骤实验现象及原理分析步骤1：将一定量（10g）的菠菜叶剪碎，放入硬质试管中，隔绝空气加热灼烧直至变成菠菜灰为止，将菠菜灰转移到烧杯中加稀硫酸溶解并过滤，将滤液加入活性炭去除颜色干扰后再过滤。步骤2：向步骤1得到的澄清滤液中加入足量的氯水（或双氧水），观察现象。步骤3：继续向第二步中的溶液中加入足量NaOH溶液，观察现象。步骤4：过滤、洗涤、干燥、称量、计算。任务二、问题探究：该实验方案还有哪些不足？应该如何改进？【对应训练】1.一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到黑色粉末，部分已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，溶液立即变为红色。下列说法不正确的是（）A．小袋中原来装有氧化铁 B．小袋中原来装有铁粉C．该黑色粉末不可食用 D．该黑色粉末做抗氧化剂2．下列有关说法正确的是（）A．厨房可用食醋除水垢，食醋的作用是作氧化剂B．某食品包装袋内装有一包铁粉，它的主要作用是作干燥剂C．病人补铁(Fe2+)的同时需补维生素C，维生素C的作用是作还原剂D．疫情期间常用酒精对物品和手部进行消毒，乙醇的作用是作氧化剂活动二、测定铁元素含量的其它方法任务一、讨论交流：结合所学知识，思考测定菠菜（黑木耳）中铁元素的含量还可以有哪些方法？①滴定法：②设计实验方案如下：实验步骤实验现象及原理分析步骤1：将一定量（10g）的菠菜叶剪碎，放入硬质试管中，隔绝空气加热灼烧直至变成菠菜灰为止，将菠菜灰转移到烧杯中加稀硫酸溶解并过滤，将滤液加入活性炭去除颜色干扰后再过滤。步骤2：用量筒量取步骤1得到的澄清滤液V1mL并加入足量的铜粉（或其它还原剂），过滤，观察现象。步骤3：用浓度为c的标准KMnO4溶液对步骤2得到的溶液进行滴定，观察现象，记录数据。步骤4：记录消耗标准KMnO4溶液的体积，计算铁元素的含量。任务二、问题探究：步骤2中加入足量铜粉（或其它还原剂）的目的是什么？要注意什么问题？【对应训练】1.某学生在学习了检验食品中的铁元素后，设想在课外研究测定某补血剂中铁元素(+2价)含量，其设计实验流程如下：下列说法不正确的是（）A．步骤②时以用新制氯水替代H2O2B．步骤①需要在研钵中研磨，研磨时研杵应保持垂直C．取步骤②操作后的溶液，滴加几滴KSCN溶液可检验补血剂是否己因氧化变质2.中医药典记载木耳具有“和血养营”功效（治疗贫血症的功效）。项目小组设计并通过下列实验流程检测木耳中是否含有铁元素。（1）“灼烧”所使用的容器是_____。“灼烧”时，木耳中的有机质先逐步碳化，后逐步氧化为CO和CO2。“灼烧”过程中铁元素可能存在的化合价形态有。（2）“酸浸”时，氧化铁和盐酸反应的化学方程式为。加入氯水时发生的离子反应方程式是。（3）“检测”步骤的实验过程为。检测铁离子的化学反应方程式为。【课后巩固】1．市场上销售的食品包装有多种方式，其中一种为真空包装，如香肠、盐水鸭、月饼等食品，抽出包装袋内空气并放入一小包铁粉，那么其中铁粉主要表现的性质是()A．氧化性 B．还原性C．碱性 D．酸性2．在医药生产工业上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO3。为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂为（）A．氯水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液3．下列关于铁元素的化合物描述错误的项目数是（）代表物类别铁元素价态部分性质描述Fe3O4氧化物+1价具有磁性的黑色晶体Fe(OH)2碱+2价白色，在空气中迅速变成灰绿色最终变成红褐色Fe(OH)3碱+3价红褐色，对热很稳定FeCl3盐+3价FeCl3溶液中的Fe3+能被Mg还原成Fe2+A．1项 B．2项 C．3项 D．4项4．氯酸镁[Mg(ClO3)]常做催熟剂、除草剂等。实验室利用卤块(主要成分为MgCl2•6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质)制备少量Mg(ClO3)2的工艺流程如图：部分氢氧化物开始沉淀及沉淀完全的pH如表所示：氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2开始沉淀的pH沉淀完全的pH下列说法正确的是（）A．反应I的离子方程式为MnO4+5Fe2++4H2O=Mn2++5Fe3++8OHB．反应II后溶液中大量存在的离子是Mg2+、Ba2+、Fe3+、SO42、ClD．反应III属于复分解反应，能够发生的原因是因为生成溶解度相对较小的Mg(ClO3)25．某兴趣小组同学为探究黑木耳中含铁量，进行如下实验。已知：ⅰ.黑木耳富含蛋白质、糖类、卵磷脂、铁及一些还原性物质(如维生素C)等。每100g黑木耳含铁量高达185mg。ⅱ.紫色的KMnO4溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是无色的Mn2＋。Ⅰ.为确定黑木耳中含有铁元素，甲同学设计实验方案如下。(1)步骤②得到滤液A的操作是。(2)步骤④检验Fe3＋所用试剂是溶液。(3)下列有关上述实验得出的结论是(填字母)。a．黑木耳中一定含Fe2＋和Fe3＋b．滤液A中一定含Fe2＋和Fe3＋c．白色沉淀中一定含Fe(OH)2Ⅱ.为测定黑木耳中铁元素的含量，乙同学设计实验方案如下。(4)可选做试剂B的物质是(填序号)。a．Nab．Znc．Fed．Cu(5)步骤⑦中观察到的实验现象是，反应的离子方程式是。(6)若乙同学实验操作规范，但测得含铁量远大于实际的含量，其可能的原因是。6．铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：试回答下列问题：(1)试剂1是，试剂2是，加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是、。(2)加入试剂2后溶液中