1、2020年必修年必修一一2019版版 第三章第三章 研究与实研究与实践践2检验食品中的检验食品中的铁元素铁元素【研究目的】铁是人体必需的微量元素。食用富含铁元素的食品，可以补充人体所需的铁元素。通过化学实验的方法检验食品中的铁元素，体验实验研究的一般过程和化学知识在实际中的应用。【阅读材料】一、铁元素在人体中的作用成年人体内含有 45 克铁， 根据在体内的功能状态可分成功能性铁和储存铁两部分。 功能性铁存在于血红蛋白、肌红蛋白和一些酶中，约占体内总铁量的 70%。其余 30%为储存铁，主要储存在肝、脾和骨髓中。铁是合成血红蛋白的主要原料之一。血红蛋白的主要功能是把新鲜氧气运送到各组织。铁缺乏时
2、不能合成足够的血红蛋白，造成缺铁性贫血。铁还是体内参与氧化还原反应的一些酶和电子传递体的组成部分，如过氧化氢酶和细胞色素都含有铁。二、人体铁元素的来源动物内脏(特别是肝脏)、血液、鱼、肉类都是富含血红素铁的食品。深绿叶蔬菜所含铁虽不是血红素铁，但摄入量多，所以仍是我国人民膳食铁的重要来源。三、常用的三价铁离子的检验方法1苯酚检验法铁离子与苯酚反应，可生成显紫色的络离子(络合物)。2硫氰化物鉴别法取溶液各少量，滴入可溶性硫氰化物(如 KSCN、NaSCN 等)溶液，变红色的是铁离子溶液，因为生成了显红色的络合物 。3碱鉴别法加入氢氧化钠、氨水或氢氧化钾等碱性溶液后，有红褐色沉淀生成，并检测开始沉
3、淀和沉淀完全时的 pH，发现从开始沉淀到沉淀完全时溶液的 pH(常温下)为 2.73.7 的是铁离子。4亚铁氰化钾溶液法(黄血盐溶液)铁离子在酸性溶液中与亚铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀，称为普鲁士蓝。【实验仪器】研钵、烧杯、剪刀、漏斗、玻璃棒、试管、滴管、滤纸。【实验药品】菠菜、蒸馏水、稀硝酸、KSCN 溶液。【实验步骤】1取新鲜的菠菜 10 g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入 30 mL 蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为试验样品。2 取少许试验样品加入试管中， 然后加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性)， 再滴加几滴 KSCN溶液，振荡，观察到溶液变红色。结论：菠菜中含
4、有铁元素。【思考与讨论】1在实验中由于菠菜汁颜色，所以对于实验现象的观察有一定的影响，想一想可以怎么改进这个实验。提示可以先将菠菜燃烧成灰，再溶解、过滤进行实验。2实验中加入稀硝酸的目的是什么？提示将菠菜汁里的铁元素变成三价铁离子，从而进行检验。1(2019北京东城区高一期末)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：.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 100 g黑木耳含铁量高达 185 mg。.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。.为确定黑木耳中含有铁元素，甲同学设计实验方案如下。(1)步骤得到滤液
5、 A 的操作是。(2)步骤检验 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 Fe3b滤液 A 中一定含 Fe2和 Fe3c白色沉淀中一定含 Fe(OH)2.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)。aNabZncFedCu(5)步骤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。答案(1)过滤(2)KSCN(3)bc(4)d(5)酸性高锰酸钾溶液紫色褪去5Fe2MnO48H=5Fe3Mn24H2O(6)黑木耳中还含有其他还原
6、性物质(或黑木耳中还含有维生素 C)解析(1)不溶性固体和液体的分离可采用过滤的方法，因此步骤得到滤液 A 的操作是过滤。(2)一般用 KSCN 溶液检验铁离子，实验现象是溶液显红色，则步骤检验 Fe3所用试剂是KSCN 溶液。(3)根据步骤中产生蓝色沉淀可知滤液 A 中含有亚铁离子，则白色沉淀中含有 Fe(OH)2；根据步骤可知滤液 A 中含有铁离子，由于在灼烧过程中亚铁离子可能被氧化为铁离子，所以黑木耳中不一定含有铁离子，所以 a 错误，b、c 正确。(4)滤液 A 中含有铁离子，需要利用还原剂将其转化为亚铁离子，且不能再引入铁元素，也不能干扰亚铁离子与高锰酸钾的反应。金属钠在溶液中反应生
7、成 NaOH，NaOH 与铁离子反应生成沉淀，得不到亚铁离子，a 错误；金属锌与铁离子、亚铁离子和高锰酸钾均反应，b 错误；金属铁和铁离子反应生成亚铁离子，但引入了铁元素，c 错误；金属铜与铁离子反应生成亚铁离子和铜离子，且不会影响亚铁离子与高锰酸钾的反应，d 正确。(5)酸性高锰酸钾溶液与亚铁离子反应生成铁离子、锰离子和水，则步骤中观察到的实验现象是酸性高锰酸钾溶液紫色褪去，反应的离子方程式是 5Fe2MnO48H=5Fe3Mn24H2O。(6)由于黑木耳中含有其他还原性物质，如维生素 C，导致消耗高锰酸钾溶液的体积增加，所以测得含铁量远大于实际的含量。2 (2020辽宁滨海实验中学期末)铁
8、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 后溶液中颜色由淡黄色转变为淡红色是因为，写出2 价 Fe 在空气中转化为3 价 Fe 的化学方程式：。(3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的3 价铁被还原为2 价铁，你认为该同学的猜想合理吗？。若你认为合理，请说明理由(若你认为不
9、合理，该空不作答)；若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理，该空不作答)。答案(1)稀盐酸KSCN 溶液2Fe2Cl2=2Fe32ClFe33SCN=Fe(SCN)3(2)少量的 Fe2转化为 Fe34FeCl2O24HCl=4FeCl32H2O(3)不合理猜想：Fe(SCN)3中的 SCN被过量的氯水氧化； 设计的实验为在褪色后的溶液中加入 FeCl3溶液， 不变红色(或在褪色后的溶液中加入 KSCN 溶液，变红色)解析(1)该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸，试剂 1 用于溶解样品，可以选用稀盐酸；试剂 2 用于检验三价铁离子，可以选用 KSCN 溶液；氯气氧化亚铁离子生成铁离子，离子方程式为： 2Fe2Cl2=2Fe32Cl； 铁离子与硫氰根离子结合生成硫氰化铁， 离子方程式为：Fe33SCN=Fe(SCN)3。(2)Fe3遇 KSCN 溶液变红色，溶液由淡黄色变为浅红色，说明少量 Fe2被氧化成 Fe3；亚铁离子被空气中的氧气氧化为铁离子，化学方程式为 4FeCl24HClO2=4FeCl32H2O。(3)因为氯水氧化性强，不会还原 Fe3，该同学的猜想不合理；可能是 SCN被过量的氯水氧化， 可取少量褪色后的溶液， 加入 FeCl3溶液， 不变红色(或取少量褪色后的溶液， 加入 KSCN溶液，变红色)。
