内容正文:
实验活动提升(1) 食品、蔬菜、药品中的铁元素及检验
[对应学生用书P50]
1.预测补铁剂中铁元素价态
补铁剂中铁元素价态有以下3种可能:
(1)可能为+2价(Fe2+);
(2)可能为+3价(Fe3+);
(3)可能既有+2价,又有+3价(Fe2+和Fe3+)。
2.实验方案
3.实验操作、现象及结论
方案一:
实验操作
实验现象
实验结论
加入硫氰化钾溶液,溶液颜色无变化;加入氯水后,溶液变为红色
含有Fe2+,不含Fe3+
不变红色
不含Fe3+
紫红色褪去
含Fe2+
4.实验结论分析
经过实验验证,补铁剂中铁元素价态为+2价,请写出相关反应的离子方程式:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
5.检验Fe2+和Fe3+时的注意事项
(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可氧化SCN-)。
(2)Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原酸性KMnO4,有干扰)。
1.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定的实验流程如下:
下列说法不正确的是( )
A.步骤①研磨时研杵应保持垂直,小心压碎或研磨试样
B.步骤②加入H2O2的作用是将Fe2+完全氧化
C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重
D.每片补血剂中铁元素的质量为0.7W g
解析 步骤①研磨时研杵应保持垂直,小心压碎或研磨试样,以防研磨时固体飞出研钵造成损失,A项正确;步骤②加入H2O2的作用是将Fe2+完全氧化成铁离子,便于沉淀,B项正确;W g固体中m(Fe)=×W g=0.7W g,每片补血剂中铁元素的质量为0.07W g,D项错误。
答案 D
2.菠菜常用作补铁食品之一,为探究其中铁元素的价态,现进行如下实验。
(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,得到的滤液作为实验样品,分置于两支试管中。
(2)向一支试管中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,生成________,说明滤液中含Fe2+。
(3)向另一支试管中加入少量稀硝酸,然后加入几滴KSCN溶液,溶液呈________色。能否说明滤液中含Fe3+?________(填“能”或“否”),试分析其原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (2)蓝色沉淀 (3)红 否 滤液中含Fe2+,加入稀硝酸后生成Fe3+,干扰实验,故溶液变红不能说明滤液中含Fe3+
[对应学生用书P51]
1.(2023·浙江6月卷)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是( )
A.氯化铁属于弱电解质
B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得
D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
解析 氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A错误;氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来蚀刻铜板,B正确;氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成氯化铁,C正确;向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确。
答案 A
2.下列说法不正确的是( )
A.古壁画颜料中所用的铁红,其成分为Fe2O3(2023·新课标卷,7D)
B.硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀的原因:6FeSO4+O2+2H2O===2Fe2(SO4)3+2Fe(OH)2↓(2023·全国乙卷,11A)
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓(2023·湖南卷,5C)
D.取一定体积的两种试剂:①KSCN溶液、②FeCl3溶液进行反应,改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为0.1 mol·L-1),反应现象没有明显差别(2023·湖南卷,7D)
解析 Fe2O3为红色,常被用作红色颜料,俗称铁红,A正确;溶液呈棕黄色是因为有Fe3+,有浑浊是产生了Fe(OH)3,因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化,化学方程式为: 12FeSO4+3O2+6H2O===4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,B错误;K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成滕氏蓝沉淀,反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓,C正确;向KSCN溶液中滴加FeCl3溶液,溶液立即变为血红色;向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液同样立即变为血红色,因此,改变两种试剂的滴加顺序后反应现象没有明显差别,D正确。
答案 B
3.(2022·湖南卷)为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L-1)。
实验
操作与现象
①
在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色。
②
在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色;
再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀。
③
在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色;
将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成;
另一份煮沸,产生红褐色沉淀。
依据上述实验现象,结论不合理的是( )
A.实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B.实验②说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明SO对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
解析 铁离子的水解反应为吸热反应,加热煮沸可促进水解平衡正向移动,使水解程度加深,生成较多的氢氧化铁,从而使溶液显红褐色,A正确;在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液,根据现象和分析可知,Fe3+既发生了水解反应,生成红褐色的氢氧化铁,又被亚硫酸根离子还原,得到亚铁离子,加入铁氰化钾溶液后,出现特征蓝色沉淀,B正确;实验③中在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度少量FeCl3溶液,根据现象和分析可知,仍发生铁离子的水解反应,但未来得及发生铁离子的还原反应,即水解反应比氧化还原反应速率快,C正确;结合三组实验,说明铁离子与亚硫酸根离子混合时,铁离子的水解反应占主导作用,比氧化还原反应的速率快,因证据不足,不能说明亚硫酸根离子对铁离子的水解作用无影响,事实上,亚硫酸根离子水解显碱性,可促进铁离子的水解反应,D错误。
答案 D
4.(2022·浙江1月卷)化合物X由4种元素组成。某兴趣小组按如图流程进行实验:
实验Ⅰ
实验Ⅱ
请回答:
(1)组成X的元素有______________,X的化学式为____________。
(2)溶液C中溶质的成分是________________(用化学式表示);根据C→D→E的现象,给出相应微粒与阳离子结合由弱到强的排序:____________________。
(3)X与足量Na反应生成固体F的化学方程式是_____________________________。
解析 X形成水溶液,与氯化钡反应生成白色沉淀,且沉淀不与盐酸反应说明生成硫酸钡,说明X含有硫酸根,溶液加入KSCN变红说明含有Fe3+,B为4.66 g则为0.02 mol硫酸钡,说明X含有0.02 mol的硫酸根,H中为Fe单质,即为0.01 mol,X中含有0.01 mol Fe,由此可知X中应含有0.01 mol H。
(1)由分析可知,组成X的元素有:Fe、S、O、H;X的化学式为FeH(SO4)2;(2)X为FeH(SO4)2与氯化钡反应,溶液C中溶质的成分是FeCl3、HCl以及过量的BaCl2;根据C为溶液,铁离子在水中会水解,C→D形成络合物,D→E形成沉淀,相应微粒与阳离子结合由弱到强的排序:Cl-、H2O、SCN-、OH-;(3)X与足量Na反应生成固体F的化学方程式是:2FeH(SO4)2+40Na2Fe+4Na2S+16Na2O+H2。
答案 (1)Fe、S、O、H FeH(SO4)2
(2)FeCl3、HCl、BaCl2 Cl-、H2O、SCN-、OH-
(3)2FeH(SO4)2+40Na2Fe+4Na2S+16Na2O+H2
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