資源簡介

(共27張PPT)
第一節
鐵及其化合物
第4課時
菠菜中鐵元素的檢驗
第三章
Fe
學 習 目 標
通過檢驗菠菜中的鐵元素，學會分析問題，將生活中的問題轉化為化學中的問題去認識，體驗實驗探究的一般過程。
通過設計實驗，鞏固鐵及其化合物的相關認識，形成依據物質的特性來設計物質檢驗方法的認知模型。
通過學習化學知識在實際中的應用，提升解決真實情境中的問題的能力，提升物質分離、提純、檢驗等實驗技能。
Fe
教 學 難 點
教 學 重 點
草酸亞鐵性質的分析
設計菠菜中鐵元素的檢驗流程
建構檢驗物質中某種
化學元素的模型
教 學 環 節
1
環節一
環節二
環節三
環節四
Fe
創設情境，提出問題
分析問題，設計方案
實驗操作，解決問題
反思過程，總結問題
2
3
4
1
創設情境，提出問題
菠菜中真的含有大量鐵元素嗎？
“菠菜補鐵”來源一個數字錯誤！
1870年，德國化學家沃爾夫發表論文時數錯了一位小數，將菠菜的含鐵量整整擴大了十倍，得出了“菠菜含豐富的鐵”這一結論。美國漫畫家西格更是在1929年創造了“大力水手”這一不怕困難、力大無窮的形象，使得那個年代菠菜的銷量足足提高了30%以上。
那么，鐵是人體必需的微量元素，到今天許多人依舊認為菠菜中的鐵元素含量豐富，真的是這樣嗎？我們從定性和定量的角度來驗證。
【引入】
2
分析問題，設計方案
菠菜四問：
“你咋檢驗我？！”
“你咋處理我茂盛的頭發？！”
“你說我含鐵就含鐵，含啥鐵？！”
“說說看，你拿啥檢驗？！”
“菠菜能否直接檢驗？”
“菠菜怎樣進行預處理？”
“鐵元素在菠菜中以什么形式存在？”
“檢驗鐵元素的方法有哪些？”
【提問】
2
分析問題，設計方案
資 料 卡
100g菠菜
【展示】
2
分析問題，設計方案
”草酸亞鐵“
——FeC2O4
密度：2.3g/cm3
熔點：190 C
沸點：365.1 C
閃點：188.8 C
外觀：淡黃色粉末
溶解度：8×10-3g/100g（20℃）
不溶于水
如何檢驗草酸亞鐵？
【活動】
2
分析問題，設計方案
FeC2O4中鐵元素處于+2價，既有氧化性又有還原性，主要表現為還原性；草酸屬于弱酸，草酸亞鐵可與強酸反應制得草酸；可用硝酸將Fe2+轉變為Fe3+，再用KSCN溶液檢驗。
+3
+2
0
Fe2+
Fe3+
FeC2O4
Fe(SCN)3
特征反應法
已知：
Fe3+能與SCN-生成紅色的Fe(SCN)3溶液，
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3（紅色）
【活動】
2
分析問題，設計方案
【任務】
任務一
設計原材料菠菜的預處理——如何將菠菜變成溶液狀態？
任務二
設計如何將菠菜中的鐵元素轉為為+3價的Fe3+
任務三
如何排除菠菜中顏色干擾的方案
2
分析問題，設計方案
【實驗1】
設計原材料菠菜的預處理——如何將菠菜變成溶液狀態？
任務一
實驗操作：將新鮮菠菜葉浸泡在水中，取其浸泡液，用KSCN溶液檢驗。
實驗現象：沒有明顯現象。
實驗結論：檢驗不到Fe3+。
改 進
菠菜
搗碎、酸浸
灼燒、酸浸
溶液
2
分析問題，設計方案
【實驗1】
新鮮菠菜
搗碎
H2SO4酸浸、過濾
菠菜溶液
用KSCN溶液檢驗不到Fe3+
2
分析問題，設計方案
【實驗2】
任務二
設計如何將菠菜中的鐵元素轉為為+3價的Fe3+
將新鮮菠菜榨汁得到菠菜汁，取濃硝酸酸浸，用KSCN溶液檢驗，由于顏色太深，無法明顯看到顏色變化，故檢驗不到Fe3+
任務三
設計如何排除菠菜中顏色干擾的方案
【實驗3】
2
分析問題，設計方案
稀釋法
活性炭吸附法
新鮮菠菜
菠菜汁
過濾
硝酸酸浸
稀釋100倍
2
分析問題，設計方案
【實驗3】
用KSCN溶液檢驗，溶液呈血紅色，故檢驗到了Fe3+存在。
除硝酸外，H2O2溶液也
可以將Fe2+轉變為Fe3+
補充實驗：
將菠菜葉煮沸，過濾取清液，滴加KSCN溶液檢驗，無明顯現象，再滴加雙氧水，溶液變紅，說明菠菜中存在Fe2+
1．菠菜營養豐富，富含鐵元素，主要以難溶的FeC2O4 形式存在，實驗小組通過以下實驗檢驗菠菜中的鐵元素，下列說法錯誤的是（ ）
A．灼燒在蒸發皿中進行B．操作a為過濾C．加入活性炭目的是吸附色素D．取溶液B向其中加入適量H2O2后，滴加KSCN溶液可檢驗鐵元素
2
分析問題，設計方案
A
灼燒固體應在坩堝中進行
【練習】
2
分析問題，設計方案
【練習】
2.檢驗菠菜中的Fe2+：將菠菜榨汁，取濾液煮沸后滴入 K3[Fe(CN)6] 溶液，產生藍色沉淀.
3.取少量菠菜葉剪碎研磨后加水攪拌，取上層清液于試管中，加入稀硝酸后再加入KSCN溶液，若溶液變紅，說明菠菜中含有鐵元素
硝酸能氧化亞鐵離子，加硝酸后再加KSCN溶液變紅，雖然不能說明菠菜汁中含Fe2+還是Fe3+，但元素質量守恒，可以說明菠菜中含有鐵元素
菠菜中的Fe2+在煮沸時容易被氧化為Fe3+，滴入K3[Fe(CN)6]溶液后不一定能產生藍色沉淀.
2
分析問題，設計方案
【練習】
4.菠菜是富含鐵元素的食品之一。某同學設計實驗檢驗菠菜中的鐵元素，可供選用的部分儀器如下。
下列檢驗菠菜所含鐵元素的步驟中，選用儀器不能全部用到的是( ）
A．將新鮮菠菜磨細，加水浸取，選用①、③和⑥
B．過濾得到濾液，選用③、④和⑥
C．取樣品少許，加少量稀硝酸氧化，選用②、⑤和⑥
D．檢驗濾液中的Fe3+，選用②、⑦和⑧
氧化的過程中利用量筒量取稀硝酸，⑤盛有菠菜汁，⑥用于攪拌，而②用于少量溶液的反應或取用，不用于此反應
C
3
實驗操作，解決問題
定性測定了菠菜中確實存在鐵元素，那么能否定量測定菠菜中鐵元素的含量呢？
將150g鮮菠菜灼燒、酸浸、過濾、氧化后配制成250ml溶液，取3.00ml于比色皿中加50μLKSCN溶液，測定吸光度，在標準曲線上找到對應的鐵離子濃度為0.9000×10-4mol/L，計算可得菠菜中鐵元素的含量為8.4μg/g.
資料卡
人體對菠菜中鐵元素的吸收率僅為1.3%，一個成年人每日需鐵量為20mg。也就是說，一個成年人每日需要進食約366斤菠菜才能滿足日常需要！因此，靠吃菠菜治療缺鐵性貧血不靠譜。
【練習】
3
實驗操作，解決問題
1.鐵是人體必需的微量元素之一，某小組設計實驗測定菠菜中鐵的含量(mg/100g，即每100g菠菜中鐵元素的質量)，實驗過程如圖：I．配制溶液
Ⅱ．測定含量
下列說法正確的是（ ）
A．灼燒時用到的主要儀器有：蒸發皿、三腳架、泥三角、酒精燈
B．配制100mL待測液時，若仰視容量瓶上的刻度線，濃度偏高
C．取少量待測液滴加KSCN溶液，溶液變為紅色則含有Fe2+
D．該菠菜中鐵的含量為2800cVmg/100g
不需要蒸發皿
仰視讀數，體積偏大，濃度偏低
含有Fe3+，不能判斷是否含Fe2+
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O和Fe守恒，10.00mL待測液中含鐵的物質的量為5×cmol/L× L= mol，100g菠菜中含鐵的質量為 mol×56g/mol× =2.8cVg=2800cVmg
D
2.菠菜是一道平民小菜，價格便宜卻營養豐富，菠菜中鐵元素的檢驗可經過“研磨→溶解→過濾→檢驗”等步驟。下列操作方法不正確的是（ ）
A．研磨 B．溶解 C．過濾 D．檢驗
A
將菠菜剪碎后，需要在研缽中用研磨棒研磨
3
實驗操作，解決問題
【練習】
3．鐵是人體必需的微量元素。某研究小組通過設計實驗以檢驗菠菜中是否含有鐵元素，其實驗流程如圖所示，下列說法錯誤的是( )
已知：固體1的主要成分是FeC2O4
A．上述實驗流程中操作①②都是過濾
B．向溶液2中加入HNO3后再滴入KSCN溶液無現象，說明菠菜中的鐵元素不是以水溶性物質存在的C．向溶液3中滴加KSCN溶液后變紅，說明菠菜中存在三價的鐵元素
D．反應③的離子方程式為
3
實驗操作，解決問題
【練習】
C
草酸亞鐵與稀硝酸反應轉化為硝酸鐵溶液
4
反思過程，總結問題
菠菜
搗碎、酸浸
灼燒、酸浸
溶液
Fe3+
鐵元素的檢驗
轉化
排除干擾
菠菜中鐵元素的檢驗過程
一般物質中某元素的檢驗過程
原材料
預處理
溶 液
轉化
排除干擾
相應價態
檢驗
【小結】
4
反思過程，總結問題
茶葉中鋁元素的鑒定
茶是我國人民喜愛的飲品，其中含有多種有益于人體健康的成分，包括450種以上的有機成分與15種以上的元素。化學試劑(NH3)3C19H11O3(COO)3（“阿羅明拿”）可以驗證溶液中鋁離子，在弱酸性溶液中，鋁離子可以和阿羅明拿反應生成玫瑰紅的物質，這同樣是一種特征反應。請設計實驗，檢驗茶葉中的鋁元素。
采茶
煉茶
品茶
【任務】
4
反思過程，總結問題
【練習】
1.如圖所示是鐵及其化合物的“價類”二維圖。
(1)X、Y分別代表 、 ；Z在空氣中轉化為W的化學方程式為 。
(2)某小組研究FeSO4性質，預測FeSO4能與 發生氧化還原反應(填序號)。
①NaOH溶液 ②氯水 ③稀鹽酸 ④KMnO4酸性溶液 ⑤FeCl3溶液 ⑥碳酸鈉(3)鐵鹽溶液可用于金屬刻蝕。如用FeCl3溶液刻蝕銅制電路板，FeCl3被 (填“還原”或“氧化”)為FeCl2，該反應的離子方程式為 。
(4)為檢驗食品中的鐵元素，可將菠菜剪碎、研磨、溶解、 ，然后取少許濾液于試管中進行實驗。
(5)高鐵酸鈉是一種能殺菌、脫色、除臭的新型高效水處理劑。工業上可用NaClO氧化Fe(OH)3的方法制備Na2FeO4，其原理為 ，
用單線橋法表示該反應的電子轉移方向和數目。 。
氧化物
Fe2O3
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
②④
還原
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
過濾
4
反思過程，總結問題
【練習】
2．菠菜中含有較多草酸，草酸可以和鈣結合，不僅阻礙鈣吸收，形成的草酸鈣會增加患腎結石的風險，食用時建議要焯一下水。醫學上常用酸性KMnO4溶液和草酸(H2C2O4)溶液反應來測血液中血鈣的含量。測定方法是取一定量血液用蒸餾水稀釋后，向其中加入足量的(NH4)2C2O4溶液，反應生成CaC2O4沉淀，將沉淀用稀硫酸溶解得到H2C2O4后，再用KMnO4溶液滴定。
(1)溶解沉淀時 (填“能”或“不能”)用稀鹽酸、理由 。
(2)滴定過程中發生反應的離子方程式： ，則式中的x= 。
(3)判斷到達滴定終點時的現象應當是 。
(4)抽取血樣10.00mL，經過上述處理后得到草酸，再用0.020mol·L—1酸性KMnO4溶液滴定，使草酸轉化成CO2逸出，這時共消耗6.00mL酸性KMnO4。經過計算，血液樣品中Ca2+的濃度為 mg·cm-3。
不能
氯離子會和酸性高錳酸鉀發生氧化還原反應
5
最后半滴標準液加入后溶液無色變為紅色，且半分鐘內不褪色
1.2
4
反思過程，總結問題
【小結】

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