第三章 主题学习二 检验食品中的铁元素—发现含铁化合物的性质、存在-【导与练】2022-2023学年新教材高中化学必修第一册同步全程学习全书word（人教版）

主题学习二　检验食品中的铁元素——发现含铁化合物的性质、存在 学习目标 1.借助实验探究,将“检验Fe2+与Fe3+”与“检测食品中的铁元素”相结合,实现课堂内外的有机互动。 2.通过生活情境,从具体的“检验菠菜、黑木耳中的铁元素”到“检验物质中的元素”,初步建立“物质检验”的研究模型与一般思路。 3.设计实验“检验食品中的铁元素”利用证据推理体会菠菜、黑木耳中的多种物质对检验铁元素的干扰,体验化学知识在生产生活中的实际应用。 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 一、铁是人体必需的微量元素 铁作为人体必需的多种微量金属元素中的一种,对人体的健康是十分重要的。它是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素及其他酶系统的主要成分,不仅能帮助氧的运输,还能促进脂肪的氧化。成年人体内含有4～5 g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。人体如果缺铁,就会导致贫血,对人的行为和智力水平会产生不良影响。缺铁还会造成体重增长迟缓、骨骼发育异常,对儿童及青少年影响较大。另外,营养学家研究还发现,铁在人体内还参与体温调节。铁缺乏的妇女对寒冷的抵抗能力下降,表现为怕冷、寒颤等。科学研究发现:正常人体每天从食物中摄取1～1.5 mg的铁即可维持体内铁的平衡。如果食物中铁的含量不足,就容易发生缺铁。 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。 探究　菠菜、黑木耳补铁是真的吗? (1)提出问题:中医学自古以来就有“药食同源”(又称为“医食同源”)理论——这一理论认为许多食物既是食物也是药物,食物同样能够预防疾病,而且更加安全。查阅资料发现,菠菜、黑木耳、动物肝脏等都是食物中铁元素的主要来源。菠菜、黑木耳补铁是真的吗? (2)提出预测:菠菜、黑木耳中含有铁元素。 (3)实验探究。 [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、黑木耳、蒸馏水、氯水、KSCN溶液。 [实验步骤] 实验步骤 预期现象 步骤1:取10 g菠菜,洗净剪碎后放在研钵中研碎,然后把研碎的菠菜倒入烧杯中,向烧杯中加入适量水浸泡菠菜,半分钟后把烧杯中的菠菜汁过滤,取滤液置于试管中。 步骤2:向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液 若不变红则证明菠菜中不含Fe3+,若变红,则证明菠菜中含有Fe3+ 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) 若第二步中溶液不变红,加氯水后,溶液变红,则证明菠菜中含有Fe2+; 若第二步中溶液变红,加氯水后红色加深,则证明菠菜中含有Fe2+,不加深则证明不含Fe2+ [实验结果] 步骤2:不变红。 步骤3:不变红。 结果:菠菜中不含易溶于水的Fe3+和Fe2+。 [讨论与改进] 查阅资料发现实验中可能存在以下问题: (1)在实验中由于菠菜汁有颜色,所以对于实验现象的观察有一定的影响。 (2)菠菜中的铁元素以草酸亚铁的形式存在,100 g菠菜约含2 mg铁,草酸亚铁是一种淡黄色结晶性粉末,在冷水中的溶解度是0.022 g/100g,属于难溶物。草酸亚铁加热易分解为其对应的氧化物。 (3)由于木耳等生物体含有大量多糖、胶质等有机物,铁元素很可能以复杂的有机铁的形式存在于木耳中,直接浸取铁离子溶出率很低。若改用黑木耳采用以上步骤可能存在同样问题。 问题1:实验中加入氯水的目的是什么? 提示:将菠菜汁里的铁元素变成三价铁离子,从而进行检验。 问题2:实验中菠菜中的色素对溶液的颜色有一定的干扰,如何处理? 提示:活性炭可以吸附色素。 问题3:根据以上信息,想一想可以怎么改进这个实验。 提示:可以先将菠菜和黑木耳灼烧成灰,再溶解、过滤进行实验。 检测物质中元素的一般思路 新的实验方案 实验步骤 设计目的与预期 步骤1:将一定量(10 g)的菠菜叶(或黑木耳)剪碎,放入硬质试管中,隔绝空气加热灼烧直至变成灰,将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 草酸亚铁加热分解为氧化亚铁,氧化亚铁溶于稀硫酸方可得到含亚铁离子的溶液 步骤2:向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液 溶液不变红则证明菠菜中没有Fe3+ 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) 第二步中溶液不变红,加氯水后,溶液变红,则证明菠菜中含有Fe2+ 现象及结论 步骤2:不变红; 步骤3:变红。 结论:菠菜、黑木耳中含有铁元素,价态为+2价。 1.某化学小组为验证Fe3+与Fe2+能够相互转化,进行如下实验: