研究與實(shí)踐2檢驗(yàn)食品中的鐵元素學(xué)案2025～2026學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊(cè)姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：【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(guò)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(guò)程和化學(xué)知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用?！鹃喿x材料】1.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(guò)氧化氫酶和細(xì)胞色素都含有鐵。2.人體鐵元素的來(lái)源動(dòng)物內(nèi)臟（特別是肝臟）、血液、魚(yú)、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(lái)源。3.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(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH，發(fā)現(xiàn)從開(kāi)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）鐵氰化鉀溶液法（赤血鹽溶液）亞鐵離子在酸性溶液中與鐵氰化鉀溶液生成藍(lán)色沉淀，稱為普魯士藍(lán)?！緦?shí)驗(yàn)儀器】研缽、燒杯、剪刀、漏斗、玻璃棒、試管、滴管、濾紙?！緦?shí)驗(yàn)藥品】菠菜、蒸餾水、稀硝酸、KSCN溶液?！緦?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(guò)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，觀察到溶液變紅色。結(jié)論：菠菜中含有鐵元素?！咎骄俊?.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)。提示：可以先將菠菜燃燒成灰，再溶解、過(guò)濾進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2.實(shí)驗(yàn)中加入稀硝酸的目的是什么？提示：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)?！緫?yīng)用體驗(yàn)】1.鐵是人體必需的微量元素，菠菜中鐵元素通常以Fe2＋形式存在，實(shí)驗(yàn)室測(cè)定菠菜中鐵元素含量的流程如圖所示：600g新鮮菠菜回答下列問(wèn)題：（1）“操作1”的名稱為，用到的玻璃儀器為。（2）向操作1所得“溶液”中滴加1～2滴KSCN溶液，現(xiàn)象為，證明溶液中存在Fe3＋。（3）“步驟1”加入HNO3溶液的目的是（用文字表述）。（4）“操作2”發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算每100g新鮮菠菜中含鐵元素的質(zhì)量為mg。2.鐵是人體必需的微量元素，嚴(yán)重缺鐵時(shí)需要服用補(bǔ)鐵劑。實(shí)驗(yàn)小組為研究某補(bǔ)鐵劑中鐵元素的價(jià)態(tài)及其含量，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：[查閱資料]Ⅰ.該補(bǔ)鐵劑不溶于水，但能溶于人體中的胃液（含鹽酸）。Ⅱ.KSCN中的硫元素為－2價(jià)。Ⅲ.Fe（OH）3受熱分解生成Fe2O3。實(shí)驗(yàn)Ⅰ.檢驗(yàn)該補(bǔ)鐵劑中鐵元素的價(jià)態(tài)。1片補(bǔ)鐵劑接近無(wú)色的溶液①淺紅色溶液②深紅色溶液③，又迅速變?yōu)闊o(wú)色溶液④將補(bǔ)鐵劑碾碎的目的是增大接觸面積，使其充分溶解。（1）試劑1是，試劑2是。（2）加入試劑2后溶液變?yōu)闇\紅色，說(shuō)明溶液①中含有。（3）能證明溶液①中含有Fe2＋的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。（4）補(bǔ)全在上述條件下Fe2＋與H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：H＋＋Fe2＋＋H2O2＋（5）甲同學(xué)猜測(cè)深紅色溶液③迅速變?yōu)闊o(wú)色溶液④的原因，可能是溶液中的SCN－與H2O2發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。a.甲同學(xué)猜測(cè)的依據(jù)是。b.乙同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了甲同學(xué)的猜測(cè)，其實(shí)驗(yàn)方案及現(xiàn)象是。實(shí)驗(yàn)Ⅱ.測(cè)定該補(bǔ)鐵劑中鐵元素的含量。m片補(bǔ)鐵劑接近無(wú)色的溶液紅褐色沉淀紅棕色固體ag（6）計(jì)算每片該補(bǔ)鐵劑含鐵元素的質(zhì)量為g。（7）人體只能吸收Fe2＋，醫(yī)生建議在服用該補(bǔ)鐵劑時(shí)，同時(shí)服用有較強(qiáng)還原性的維生素C，理由是。1.答案：（1）過(guò)濾燒杯、漏斗、玻璃棒（2）溶液變?yōu)榧t色（3）浸取鐵元素，并將其氧化為＋3價(jià)（4）Fe（NO3）3＋3NaOHFe（OH）3↓＋3NaNO3解析：（1）操作1為過(guò)濾，使用的玻璃儀器為燒杯、漏斗、玻璃棒。（2）向操作1所得“溶液”中滴加1～2滴KSCN溶液，由于含有三價(jià)鐵離子，溶液會(huì)變?yōu)榧t色。（3）“步驟1”加入HNO3溶液的目的是浸取鐵元素，并將其氧化為＋3價(jià)，便于后續(xù)檢測(cè)。（4）操作2對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe（NO3）3＋3NaOHFeOH）3↓＋3NaNO3，結(jié)合分析可知，100g新鮮菠菜中常含鐵元素的質(zhì)量為6mg160g·mol－12.答案：（1）鹽酸KSCN溶液（2）Fe3＋（3）加入H2O2溶液后，溶液②由淺紅色變成深紅色（4）2212Fe3＋2H2O（5）a.SCN－中硫元素為－2價(jià)，具有還原性；H2O2中氧元素為－1價(jià)，具有氧化性b.取少量無(wú)色溶液④于試管中，滴入KSCN溶液，溶液變紅（或取少量無(wú)色溶液④于試管中，滴入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀）（6）7（7）維生素C具有較強(qiáng)的還原性，可防止Fe2＋被氧化解析：要測(cè)定補(bǔ)鐵劑中鐵元素的含量，可以將補(bǔ)鐵劑碾碎，然后向其中加入足量鹽酸，使二者充分發(fā)生反應(yīng)，然后過(guò)濾除去不溶性雜質(zhì)，再向?yàn)V液中加入足量H2O2，將Fe2＋氧化為Fe3＋，然后加入足量NaOH溶液，使溶液中的Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3紅褐色沉淀，將沉淀洗滌、灼燒，分解產(chǎn)生Fe2O3，根據(jù)Fe2O3的質(zhì)量，利用Fe原子守恒可計(jì)算出補(bǔ)鐵劑中鐵元素的含量。（5）SCN－中硫元素為－2價(jià)，具有還原性；H2O2中氧元素為－1價(jià)，具有氧化性，H2O2將SCN－氧化，導(dǎo)致深紅色溶液③迅速變?yōu)闊o(wú)色溶液④；乙同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了甲同學(xué)的猜測(cè)，可通過(guò)再加入SCN－，根據(jù)溶液是否變?yōu)榧t色判斷；也可以根據(jù)反應(yīng)后溶液中是否含有