專題2檢驗(yàn)食品中的鐵元素（導(dǎo)學(xué)案）高一化學(xué)（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(yàn)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從定性檢驗(yàn)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(guān)知識(shí)，提升物質(zhì)檢驗(yàn)、轉(zhuǎn)化、分離提純等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)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(zhì)特性決定檢驗(yàn)方法的認(rèn)知模型，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。菠菜（黑木耳）中鐵元素含量的方案，建立物質(zhì)性質(zhì)于測量方法的關(guān)系，并利用證據(jù)推理體會(huì)復(fù)雜體系中具有相同性質(zhì)的物質(zhì)對(duì)于測定的干擾?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】鐵及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】物質(zhì)的性質(zhì)與檢驗(yàn)、測定方法的關(guān)聯(lián)及解決問題的角度和思路的建立【課前預(yù)習(xí)】舊知回顧：檢驗(yàn)Fe3+常用試劑是溶液，現(xiàn)象是出現(xiàn)，離子方程式，檢驗(yàn)Fe2+常用試劑有，現(xiàn)象是。有關(guān)化學(xué)方程式。新知預(yù)習(xí)：生活中常見富含鐵元素的食品有等。檢驗(yàn)菠菜中鐵元素的實(shí)驗(yàn)操作步驟有等?！菊n中探究】情景導(dǎo)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(zhì)，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(yùn)輸?shù)?，在冬天比較常見的煤氣中毒，就是因?yàn)檠t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(dǎo)致了人體昏迷甚至死亡的情況。如果身體缺鐵會(huì)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(dǎo)致人的記憶能力、免疫能力、和對(duì)溫度的適應(yīng)能力下降，如果體內(nèi)的鐵不足以供給生命活動(dòng)的需要，就會(huì)發(fā)生貧血。（見PPT視頻）一、鐵元素的定性檢驗(yàn)活動(dòng)一、人體中的鐵元素任務(wù)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(wù)二、討論交流：人體需要的鐵元素主要有哪些來源？【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練】富脂食品密封保存往往需要在包裝袋內(nèi)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(zhì)，取少量樣品溶于稀鹽酸，再進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論的說法正確的是（）A．若加鹽酸時(shí)有氣體產(chǎn)生，則證明脫氧劑未變質(zhì)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(zhì)C．若滴加KSCN溶液，溶液顯血紅色，則證明脫氧劑已變質(zhì)D．若加入銅粉充分反應(yīng)后，溶液呈藍(lán)色，則證明脫氧劑已完全變質(zhì)活動(dòng)二、探究菠菜（黑木耳）中鐵元素的定性檢驗(yàn)方法任務(wù)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(yàn)其中存在鐵元素呢？任務(wù)二、討論交流：根據(jù)Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)方法，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案？①設(shè)計(jì)初步實(shí)驗(yàn)方案如下：實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象及結(jié)論：實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)論任務(wù)三、問題探究1：查閱資料，菠菜中鐵元素的存在檢索文獻(xiàn)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(jié)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(jī)溶劑。同時(shí)，草酸亞鐵屬于弱酸鹽，可與強(qiáng)酸反應(yīng)。根據(jù)信息，思考該如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案？改進(jìn)方案一：方案評(píng)價(jià)：問題探究2：再查閱資料，草酸亞鐵加熱易分解為其對(duì)應(yīng)氧化物，同時(shí)，菠菜中含有葉綠素對(duì)檢驗(yàn)的顏色有一定的干擾，葉綠素是一種不溶于水的物質(zhì)，熔點(diǎn)為120~153℃，溫度越高，對(duì)葉綠素的降解程度越大；PH越低，對(duì)葉綠素的破壞性越大,又該如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案？改進(jìn)方案二：方案評(píng)價(jià)：任務(wù)四、綜上，設(shè)計(jì)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)方案，完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，填寫表格內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)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(zhì)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(zhuǎn)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(wù)五、拓展探究：為什么經(jīng)灼燒和酸化后亞鐵離子沒有被氧化成鐵離子？你認(rèn)為在食物補(bǔ)鐵過程中要注意哪些問題？【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練】1．某同學(xué)對(duì)未知物A鹽的水溶液進(jìn)行了鑒定，實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象如下圖所示：現(xiàn)對(duì)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(jìn)行如下操作：下列有關(guān)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(dòng)一、測定鐵元素的質(zhì)量任務(wù)一、討論結(jié)論：結(jié)合鐵在菠菜中的存在形式，思考如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測定菠菜中鐵元素的質(zhì)量？①可以用氫氧化鈉沉淀法：②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)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(zhì)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(zhuǎn)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(jì)算。任務(wù)二、問題探究：該實(shí)驗(yàn)方案還有哪些不足？應(yīng)該如何改進(jìn)？【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練】1.一些高檔茶葉、點(diǎn)心等食品的包裝盒中有一個(gè)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(guān)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(nèi)裝有一包鐵粉，它的主要作用是作干燥劑C．病人補(bǔ)鐵(Fe2+)的同時(shí)需補(bǔ)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(duì)物品和手部進(jìn)行消毒，乙醇的作用是作氧化劑活動(dòng)二、測定鐵元素含量的其它方法任務(wù)一、討論交流：結(jié)合所學(xué)知識(shí)，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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)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(zhì)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(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液對(duì)步驟2得到的溶液進(jìn)行滴定，觀察現(xiàn)象，記錄數(shù)據(jù)。步驟4：記錄消耗標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液的體積，計(jì)算鐵元素的含量。任務(wù)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(duì)應(yīng)訓(xùn)練】1.某學(xué)生在學(xué)習(xí)了檢驗(yàn)食品中的鐵元素后，設(shè)想在課外研究測定某補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素(+2價(jià))含量，其設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：下列說法不正確的是（）A．步驟②時(shí)以用新制氯水替代H2O2B．步驟①需要在研缽中研磨，研磨時(shí)研杵應(yīng)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(yàn)補(bǔ)血?jiǎng)┦欠窦阂蜓趸冑|(zhì)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(xiàng)目小組設(shè)計(jì)并通過下列實(shí)驗(yàn)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(shí)，木耳中的有機(jī)質(zhì)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(jià)形態(tài)有。（2）“酸浸”時(shí)，氧化鐵和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。加入氯水時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是。（3）“檢測”步驟的實(shí)驗(yàn)過程為。檢測鐵離子的化學(xué)反應(yīng)方程式為。【課后鞏固】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(nèi)空氣并放入一小包鐵粉，那么其中鐵粉主要表現(xiàn)的性質(zhì)是()A．氧化性 B．還原性C．堿性 D．酸性2．在醫(yī)藥生產(chǎn)工業(yè)上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品中不得含有Fe2+及NO3。為檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+，應(yīng)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(guān)于鐵元素的化合物描述錯(cuò)誤的項(xiàng)目數(shù)是（）代表物類別鐵元素價(jià)態(tài)部分性質(zhì)描述Fe3O4氧化物+1價(jià)具有磁性的黑色晶體Fe(OH)2堿+2價(jià)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(jià)紅褐色，對(duì)熱很穩(wěn)定FeCl3鹽+3價(jià)FeCl3溶液中的Fe3+能被Mg還原成Fe2+A．1項(xiàng) B．2項(xiàng) C．3項(xiàng) D．4項(xiàng)4．氯酸鎂[Mg(ClO3)]常做催熟劑、除草劑等。實(shí)驗(yàn)室利用鹵塊(主要成分為MgCl2?6H2O，含有MgSO4、FeCl2等雜質(zhì))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(yīng)I的離子方程式為MnO4+5Fe2++4H2O=Mn2++5Fe3++8OHB．反應(yīng)II后溶液中大量存在的離子是Mg2+、Ba2+、Fe3+、SO42、ClD．反應(yīng)III屬于復(fù)分解反應(yīng)，能夠發(fā)生的原因是因?yàn)樯扇芙舛认鄬?duì)較小的Mg(ClO3)25．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)2Ⅱ.為測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(填序號(hào))。a．Nab．Znc．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，但測得含鐵量遠(yuǎn)大于實(shí)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(bǔ)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(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“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