第3章 研究与实践2 检验食品中的铁元素(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第一册（人教版2019 多选版）

【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。 【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：菠菜中含有铁元素。 【结果与讨论】 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，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。 【迁移应用】 1．下列检测新鲜的菠菜中是否含有铁元素的实验步骤错误的是(　　) A．将菠菜剪碎用研杵和研钵研细 B．将研细的菠菜放在烧杯中加水搅拌，充分溶解，过滤得滤液 C．取少量滤液加入试管中，加入少量稀盐酸 D．最后再加入几滴KSCN溶液，若溶液变红，则菠菜中含有铁元素 解析　将菠菜剪碎用研杵和研钵研细可以增大接触面积，A正确；将研细的菠菜放在烧杯中加水搅拌，充分溶解，过滤得滤液，B正确；取少量滤液加入试管中，加入少量稀HNO3，将铁元素氧化成Fe3＋，若加稀盐酸，可能不会产生Fe3＋，后续检测不到铁元素，C错误；最后再加入几滴KSCN溶液，若溶液变红，则菠菜中含有铁元素，D正确。 答案　C 2．(2024·江西赣州高一期末)菠菜是常见食品，可以补充人体所必需的微量元素铁。某兴趣小组设计实验，探究菠菜中铁元素的价态并测定铁元素的含量，实验流程如下： (1)上述实验中肯定不会用到下列仪器中的____________(填字母)。 (2)取少许水浸液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，振荡，溶液颜色无明显变化，再滴加少量H2SO4和H2O2，溶液立即变红。据此探究实验可得到的结论是____________，请写出滴加H2O2发生反应的离子方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)该兴趣小组为了准确测得菠菜中铁的含量，设计如下实验方案： 兴趣小组用“分光光度法”测得滤液中c(Fe3＋)＝1.0×10－4mol/L，该菠菜中铁元素的含量为____________mg/100 g(保留三位有效数字)。 解析　(1)水浸需要用烧杯，水浸后过滤需要用漏斗，研磨需要用研钵，实验中没有对固体物质的煅烧，肯定不会用到坩埚，故选A。(2)取少许水浸液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，振荡，溶液颜色无明显变化，再滴加少量H2SO4和H2O2，溶液立即变红，菠菜中含有Fe2＋，滴加H2O2发生反应的离子方程式2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(3)10 g新鲜菠菜中铁元素的质量为1.0×10－4 mol/L×0.04 L×56 g/mol＝2.24×10－4 g＝0.224 mg，则该菠菜中铁元素的含量为2.24 mg/100 g。 答案　(1)A　(2)菠菜中含有Fe2＋　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　(3)2.24 3．(2023·佛山高一期末)黑木耳中含有丰富的人体所必需的铁元素。某研究小组测定黑木耳中铁元素含量，实验方案如下。回答下列问题： (1)配制90 mL 0.10 mol·L－1 K2Cr2O7溶液 ①选择仪器：所必需的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外，还有________、________。 ②计算，称量：需用天平称量________g K2Cr2O7固体[M(K2Cr2O7)＝294 g·mol－1]。 ③溶解，恢复到室温、转移、洗涤、定容。 定容的操作是：将蒸馏水注入容量瓶，先________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 再改用胶头滴管加水至溶液凹液面最低处与刻度线相切。 ④下列操作使浓度偏低的是________(填字母)。 A．定容时，加水超过刻度线，用胶头滴管吸取多余的液体 B．容量瓶未干燥即用来配制溶液 C．定容时，俯视刻度线 D．未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 (2)测定黑木耳中铁元素含量(已知黑木耳提取液中铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在) 步骤一 取112 g黑木耳，经灼烧、酸浸制得提取液，加入过量的铜粉 步骤二 过滤，向滤液中加入0.10 mol·L－1酸性K2Cr2O7溶液10 mL时，恰好完全反应 ①“步骤一”中加入过量铜粉的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②请配平步骤②中发生反应的离子方程式。 ③实验测得黑木耳中铁元素的质量分数为________。 解析　(1)①配制时需要的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管，因此所必需的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外，还有玻璃棒、100 mL容量瓶；②计算，称量：需用天平称量0.1 L×0.10 mol·L－1×294 g·mol－1≈2.9 g；③定容的操作是：将蒸馏水注入容量瓶，先直接加蒸馏水至离刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管加水至溶液凹液面最低处与刻度线相切；④定容时，加水超过刻度线，用胶头滴管吸取多余的液体，溶质吸出一部分，溶质物质的量减少，浓度偏低，故A符合题意；容量瓶未干燥即用来配制溶液，对结果无影响，故B不符合题意；定容时，俯视刻度线，溶液体积偏小，浓度偏高，故C不符合题意；未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，溶质减少，浓度偏低，故D符合题意；(2)①“步骤一”酸浸后含有铁离子，加入过量铜粉的目的是将铁离子还原为亚铁离子，测定更准确，减小实验误差；②根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平步骤②中发生反应的离子方程式：6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O；③根据6Fe2＋～Cr2O关系式，实验测得黑木耳中铁元素的质量分数为×100%＝0.3%。 答案　(1)①玻璃棒　100 mL容量瓶　②2.9　③直接加蒸馏水至离刻度线1～2 cm处　④AD (2)①将铁离子还原为亚铁离子，测定更准确，减小实验误差　②6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O　③0.3% 学科网（北京）股份有限公司 $$