第三章 第一节 研究与实践2 检验食品中的铁元素（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（人教版 标准版通用）

本讲义聚焦食品中铁元素检验这一核心知识点，系统梳理铁元素的人体作用（如合成血红蛋白）、膳食来源（动物内脏、深绿叶蔬菜等），以及二价、三价铁离子的检验方法（苯酚法、硫氰化物法等），通过菠菜实验操作（剪碎研磨、过滤、加稀硝酸与KSCN检验）及改进建议（灼烧去色），构建“理论-实验-应用”的学习支架。 该资料以生活食品（菠菜、黑木耳、补血剂）为探究载体，通过实验设计与问题改进（如解决菠菜汁颜色干扰）培养科学探究与实践能力，结合习题强化科学思维（如离子检验逻辑推理）。课中辅助教师开展情境化教学，课后助力学生巩固知识、联系实际，体现科学态度与责任。

研究与实践2　检验食品中的铁元素 【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。 【阅读材料】 一、铁元素在人体中的作用 成年人体内含有4~5克铁，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。 铁是合成血红蛋白的主要原料之一。血红蛋白的主要功能是把新鲜氧气运送到各组织。铁缺乏时不能合成足够的血红蛋白，造成缺铁性贫血。铁还是体内参与氧化还原反应的一些酶和电子传递体的组成部分，如过氧化氢酶和细胞色素都含有铁。 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。 三、常用的二、三价铁离子的检验方法 1.苯酚检验法 铁离子与苯酚反应，可生成显紫色的络离子(络合物)。 2.硫氰化物鉴别法 取溶液各少量，滴入可溶性硫氰化物(如KSCN、NaSCN等)溶液，变红色的是含铁离子的溶液，因为生成了显红色的络合物。 3.碱鉴别法 加入氢氧化钠、氨水或氢氧化钾等碱性溶液后，有红褐色沉淀生成，并检测开始沉淀和沉淀完全时的pH，发现从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH(常温下)为2.3~3.2的是铁离子。 4.铁氰化钾溶液法(赤血盐溶液) 亚铁离子在酸性溶液中与铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀，称为滕氏蓝。 【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。 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。 1.(2024·甘肃武威凉州高一期末)检验菠菜中是否含有铁元素，所需灼烧、溶解、过滤、检验四个步骤的装置如图，其中装置或原理不合理的是(　　) A.图甲可将菠菜灼烧成灰 B.图乙用于溶解灰烬 C.图丙过滤得到含铁元素的滤液 D.图丁检验滤液中是否含Fe3+ 答案　A 2.(2024·湖北荆州中学高一期末)某兴趣小组同学为探究黑木耳中含铁量，进行如下实验。 已知：ⅰ.黑木耳富含蛋白质、糖类、卵磷脂、铁及一些还原性物质(如维生素C)等。每100 g黑木耳含铁量高达185 mg。 ⅱ.紫红色的KMnO4溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是无色的Mn2+。 ⅲ.K3[Fe(CN)6]与亚铁离子反应生成特征蓝色沉淀。 Ⅰ.为确定黑木耳中含有铁元素，甲同学设计实验方案如下。 (1)步骤②得到滤液A的操作是　　　　。  (2)步骤④检验Fe3+所用试剂是　　　　　　溶液。  (3)下列有关上述实验得出的结论是　　　　(填字母，下同)。  a.黑木耳中一定含Fe2+和Fe3+ b.滤液A中一定含Fe2+和Fe3+ c.白色沉淀中一定含Fe(OH)2 Ⅱ.为测定黑木耳中铁元素的含量，乙同学设计实验方案如下。 (4)可选做试剂B的物质是　　　　。  a.Na b.Zn c.Fe d.Cu (5)步骤⑦中观察到的实验现象是　　　　，  反应的离子方程式是　　　　。  (6)若乙同学实验操作规范，但测得含铁量远大于实际的含量，其可能的原因是　　　 　　　　。  答案　(1)过滤　(2)KSCN　(3)bc　(4)d　(5)酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去　5Fe2++Mn+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O　(6)黑木耳中还含有其他还原性物质(或黑木耳中还含有维生素C) 解析　(2)一般用KSCN溶液检验铁离子，实验现象是溶液显红色，则步骤④检验Fe3+所用试剂是KSCN溶液。 (3)根据步骤③中产生蓝色沉淀可知滤液A中含有亚铁离子，则白色沉淀中含有Fe(OH)2；根据步骤④可知滤液A中含有铁离子，由于在灼烧过程中亚铁离子可能被氧化为铁离子，所以黑木耳中不一定含有铁离子，a错误，b、c正确。 (4)滤液A中含有铁离子，需要利用还原剂将其转化为亚铁离子，且不能再引入铁元素，也不能干扰亚铁离子与高锰酸钾的反应。金属钠在溶液中反应生成NaOH，NaOH与铁离子反应生成沉淀，得不到亚铁离子，a错误；金属锌与铁离子、亚铁离子和高锰酸钾均反应，b错误；金属铁和铁离子反应生成亚铁离子，引入了铁元素，c错误；金属铜与铁离子反应生成亚铁离子和铜离子，且不会影响亚铁离子与高锰酸钾的反应，d正确。 (6)由于黑木耳中含有其他还原性物质，如维生素C，导致消耗高锰酸钾溶液的体积增加，所以测得含铁量远大于实际的含量。 3.(2025·天津高一期末)某品牌糖衣片补血剂，除去糖衣后显淡蓝绿色，主要成分是硫酸亚铁，不含其他铁的化合物。某研究性学习小组为测定该补血剂中硫酸亚铁的含量进行了以下探究： 请回答下列问题： (1)验证步骤②反应后的溶液中是否含Fe2+，下列检验试剂选用正确的是　　　　(填字母)。  A.用氯水、KSCN溶液检验是否有Fe2+ B.用酸性KMnO4溶液检验是否有Fe2+ C.用NaOH溶液检验是否有Fe2+ (2)步骤②加入过量H2O2发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。  (3)红褐色的悬浊液到最后的称量，其过程中所需的基本操作：过滤→ 　　　　→灼烧→冷却。  (4)若称得固体的质量为a g，则每片补血剂中含硫酸亚铁的质量为　　　　 g。  答案　(1)B　(2)H2O2+2H++2Fe2+===2Fe3++2H2O　(3)洗涤　(4)0.19a 解析　(1)溶液B中含Fe3+，不能用氯水、KSCN溶液检验是否有Fe2+，A错误；Fe2+具有还原性，用具有强氧化性的酸性KMnO4溶液可检验是否有Fe2+，若溶液褪色，可知溶液中含Fe2+，反之则不含Fe2+，B正确；溶液B中含Fe3+，与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀，则不能用NaOH溶液检验是否有Fe2+，C错误。 (2)步骤②中H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+，H2O2被还原为H2O，反应的离子方程式为H2O2+2H++2Fe2+===2Fe3++2H2O。 (4)a g氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量m(Fe)==0.07a g，则根据Fe元素守恒可知每片补血剂中含有FeSO4的质量为m(FeSO4)=0.07a g×=0.19a g。 学科网（北京）股份有限公司 $