内容正文:
微项目 补铁剂中铁元素的检验
——应用配合物进行物质检验
化学
学习目标
1.通过补铁剂中铁元素检验的学习,了解金属离子可以形成丰富多彩的配合物,许多配合物都具有颜色;知道可以利用形成的配合物的特征颜色对金属离子进行定性检验。
2.通过补铁剂中铁元素检验的学习,了解配合物的稳定性各不相同,配合物之间可以发生转化;知道如何在实验过程中根据配合物的稳定性及转化关系选择实验条件。
化学
配合物之所以能显颜色,是因为配合物分子中的电子所处的分子轨道能量不同,当它吸收可见光或紫外区某一波段的光时,电子便可以从较低的能级跃迁到较高的能级,这时就要伴随吸收一定波长的光,配合物所呈现的颜色是白光经过选择吸收后的互补色。d-d跃迁的电子光谱,其吸收带的位置、数目和强度与多种因素有关,其中最重要的是金属离子所处的周期、氧化态、电子组态、配位场强度,配合物的空间结构、对称性以及异构现象等,因此过渡金属离子的配合物的颜色是千差万别的。利用一些金属离子配合物的特殊颜色可以进行离子的检验、鉴别与定量检测。
项目情景
化学
项目活动1 补铁药片中铁元素价态的检验
探究提升
补铁药物种类繁多,常见的有效成分有硫酸亚铁、琥珀酸亚铁、富马酸亚铁、葡萄糖酸亚铁等,其中多种为亚铁离子的配合物。在补铁药物中也有铁离子的配合物,如蛋白琥珀酸铁等。如何利用化学知识检验补铁剂中铁的价态呢?
化学
探究 补铁剂中铁元素价态检验
问题1:Fe2+有哪些化学性质?
③Fe2+易被强氧化剂氧化。
问题2:Fe3+有哪些化学性质?
问题3:如何判断琥珀酸亚铁中铁元素是否为二价?
提示:将固体样品溶解后,取少量溶液,加入KSCN溶液无现象,再加入氯水,若溶液变为红色,则说明琥珀酸亚铁中铁元素为二价。
化学
问题4:如何判断药片在保存过程中铁元素是否被氧化为Fe3+?
提示:将固体样品溶解后,取少量溶液,加入KSCN溶液,若溶液变红色,则说明药片在保存过程中铁元素被氧化为Fe3+。
问题5:能否根据补铁药片溶解后的溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色说明补铁药片中含有Fe2+?
提示:不能。在检验Fe2+时,酸性高锰酸钾溶液褪色只能说明溶液中存在具有还原性的物质,考虑到补铁药片中可能含有其他还原剂,因此无法说明溶液中含有Fe2+。
化学
项目活动2 寻找更优的检验试剂
探究提升
化学
探究 能与Fe2+、Fe3+形成更稳定配合物的试剂
问题1:如何选择更优的Fe2+、Fe3+检测试剂?
提示:形成的配合物越稳定,则试剂越容易与Fe2+、Fe3+结合,检测反应越容易发生,生成配合物颜色越深,现象越明显越容易检测。所以应该选择那些形成配合物更稳定、颜色更深的试剂进行Fe2+、Fe3+的检验。
提示:应控制溶液的pH,不应使溶液的酸性或碱性太强。实验表明,邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9。
化学
问题3:某溶液中加入KSCN溶液后呈红色,是否能证明一定不含Fe2+?
提示:不能。因为显红色仅能说明含有Fe3+,并不能排除含有Fe2+的可能性。
提示:能。因为EDTA-2Na电离出2个Na+和2个H+后,EDTA4-中的2个N、4个O原子存在孤电子对,都可以与金属离子结合,像EDTA4-这类配体叫多齿配体,形成的环状结构配合物叫螯合物,螯合物一般稳定性更高。
化学
问题5:亚铁氰化钾及铁氰化钾鉴别Fe元素价态的原理是什么?
化学
成果总结
化学
素养训练
1.(2022·江西南昌阶段练习)对SCN-的性质进行探究,设计了如图实验。已知(SCN)2为拟卤素,它的化学性质与卤素单质相似。下列说法正确的是( )
D
化学
化学
D
2.(2021·重庆一中开学考试)“速力菲”是市场上一种常见的补铁药物,该药物的主要成分是琥珀酸亚铁,不溶于水,但能溶于人体的胃酸中。某化学兴趣小组用“速力菲”样品进行了如图实验:
根据实验流程及现象,下列说法正确的是( )
A.在步骤③⑤的反应中,Cl2和I2均是氧化剂
B.从实验过程可推知,氧化性:Fe3+>I2;还原性:Mn2+>Fe2+
C.步骤②反应中生成1 mol气体,消耗2 mol HCl
D.步骤①④主要发生的是非氧化还原反应
化学
化学
C
3.(2021·山东新泰阶段练习)向H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,溶液迅速变黄,稍后产生气体;再加入KSCN溶液,溶液变红,一段时间后,溶液颜色明显变浅。依据实验现象,下列分析正确的是( )
化学
解析:产生气体的原因是生成的铁离子催化过氧化氢分解,故A错误;溶液迅速变黄,再加入KSCN溶液,溶液变红,则说明生成了铁离子,所以“溶液迅速变黄”和“溶液变红”可证明H2O2溶液与FeSO4溶液反应生成Fe3+,故B错误;溶液颜色变浅,可能是过量的H2O2氧化了KSCN,故C正确;Fe(SC