资源简介

(共27张PPT)
第一节
铁及其化合物
第4课时
菠菜中铁元素的检验
第三章
Fe
学 习 目 标
通过检验菠菜中的铁元素，学会分析问题，将生活中的问题转化为化学中的问题去认识，体验实验探究的一般过程。
通过设计实验，巩固铁及其化合物的相关认识，形成依据物质的特性来设计物质检验方法的认知模型。
通过学习化学知识在实际中的应用，提升解决真实情境中的问题的能力，提升物质分离、提纯、检验等实验技能。
Fe
教 学 难 点
教 学 重 点
草酸亚铁性质的分析
设计菠菜中铁元素的检验流程
建构检验物质中某种
化学元素的模型
教 学 环 节
1
环节一
环节二
环节三
环节四
Fe
创设情境，提出问题
分析问题，设计方案
实验操作，解决问题
反思过程，总结问题
2
3
4
1
创设情境，提出问题
菠菜中真的含有大量铁元素吗？
“菠菜补铁”来源一个数字错误！
1870年，德国化学家沃尔夫发表论文时数错了一位小数，将菠菜的含铁量整整扩大了十倍，得出了“菠菜含丰富的铁”这一结论。美国漫画家西格更是在1929年创造了“大力水手”这一不怕困难、力大无穷的形象，使得那个年代菠菜的销量足足提高了30%以上。
那么，铁是人体必需的微量元素，到今天许多人依旧认为菠菜中的铁元素含量丰富，真的是这样吗？我们从定性和定量的角度来验证。
【引入】
2
分析问题，设计方案
菠菜四问：
“你咋检验我？！”
“你咋处理我茂盛的头发？！”
“你说我含铁就含铁，含啥铁？！”
“说说看，你拿啥检验？！”
“菠菜能否直接检验？”
“菠菜怎样进行预处理？”
“铁元素在菠菜中以什么形式存在？”
“检验铁元素的方法有哪些？”
【提问】
2
分析问题，设计方案
资 料 卡
100g菠菜
【展示】
2
分析问题，设计方案
”草酸亚铁“
——FeC2O4
密度：2.3g/cm3
熔点：190 C
沸点：365.1 C
闪点：188.8 C
外观：淡黄色粉末
溶解度：8×10-3g/100g（20℃）
不溶于水
如何检验草酸亚铁？
【活动】
2
分析问题，设计方案
FeC2O4中铁元素处于+2价，既有氧化性又有还原性，主要表现为还原性；草酸属于弱酸，草酸亚铁可与强酸反应制得草酸；可用硝酸将Fe2+转变为Fe3+，再用KSCN溶液检验。
+3
+2
0
Fe2+
Fe3+
FeC2O4
Fe(SCN)3
特征反应法
已知：
Fe3+能与SCN-生成红色的Fe(SCN)3溶液，
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3（红色）
【活动】
2
分析问题，设计方案
【任务】
任务一
设计原材料菠菜的预处理——如何将菠菜变成溶液状态？
任务二
设计如何将菠菜中的铁元素转为为+3价的Fe3+
任务三
如何排除菠菜中颜色干扰的方案
2
分析问题，设计方案
【实验1】
设计原材料菠菜的预处理——如何将菠菜变成溶液状态？
任务一
实验操作：将新鲜菠菜叶浸泡在水中，取其浸泡液，用KSCN溶液检验。
实验现象：没有明显现象。
实验结论：检验不到Fe3+。
改 进
菠菜
捣碎、酸浸
灼烧、酸浸
溶液
2
分析问题，设计方案
【实验1】
新鲜菠菜
捣碎
H2SO4酸浸、过滤
菠菜溶液
用KSCN溶液检验不到Fe3+
2
分析问题，设计方案
【实验2】
任务二
设计如何将菠菜中的铁元素转为为+3价的Fe3+
将新鲜菠菜榨汁得到菠菜汁，取浓硝酸酸浸，用KSCN溶液检验，由于颜色太深，无法明显看到颜色变化，故检验不到Fe3+
任务三
设计如何排除菠菜中颜色干扰的方案
【实验3】
2
分析问题，设计方案
稀释法
活性炭吸附法
新鲜菠菜
菠菜汁
过滤
硝酸酸浸
稀释100倍
2
分析问题，设计方案
【实验3】
用KSCN溶液检验，溶液呈血红色，故检验到了Fe3+存在。
除硝酸外，H2O2溶液也
可以将Fe2+转变为Fe3+
补充实验：
将菠菜叶煮沸，过滤取清液，滴加KSCN溶液检验，无明显现象，再滴加双氧水，溶液变红，说明菠菜中存在Fe2+
1．菠菜营养丰富，富含铁元素，主要以难溶的FeC2O4 形式存在，实验小组通过以下实验检验菠菜中的铁元素，下列说法错误的是（ ）
A．灼烧在蒸发皿中进行B．操作a为过滤C．加入活性炭目的是吸附色素D．取溶液B向其中加入适量H2O2后，滴加KSCN溶液可检验铁元素
2
分析问题，设计方案
A
灼烧固体应在坩埚中进行
【练习】
2
分析问题，设计方案
【练习】
2.检验菠菜中的Fe2+：将菠菜榨汁，取滤液煮沸后滴入 K3[Fe(CN)6] 溶液，产生蓝色沉淀.
3.取少量菠菜叶剪碎研磨后加水搅拌，取上层清液于试管中，加入稀硝酸后再加入KSCN溶液，若溶液变红，说明菠菜中含有铁元素
硝酸能氧化亚铁离子，加硝酸后再加KSCN溶液变红，虽然不能说明菠菜汁中含Fe2+还是Fe3+，但元素质量守恒，可以说明菠菜中含有铁元素
菠菜中的Fe2+在煮沸时容易被氧化为Fe3+，滴入K3[Fe(CN)6]溶液后不一定能产生蓝色沉淀.
2
分析问题，设计方案
【练习】
4.菠菜是富含铁元素的食品之一。某同学设计实验检验菠菜中的铁元素，可供选用的部分仪器如下。
下列检验菠菜所含铁元素的步骤中，选用仪器不能全部用到的是( ）
A．将新鲜菠菜磨细，加水浸取，选用①、③和⑥
B．过滤得到滤液，选用③、④和⑥
C．取样品少许，加少量稀硝酸氧化，选用②、⑤和⑥
D．检验滤液中的Fe3+，选用②、⑦和⑧
氧化的过程中利用量筒量取稀硝酸，⑤盛有菠菜汁，⑥用于搅拌，而②用于少量溶液的反应或取用，不用于此反应
C
3
实验操作，解决问题
定性测定了菠菜中确实存在铁元素，那么能否定量测定菠菜中铁元素的含量呢？
将150g鲜菠菜灼烧、酸浸、过滤、氧化后配制成250ml溶液，取3.00ml于比色皿中加50μLKSCN溶液，测定吸光度，在标准曲线上找到对应的铁离子浓度为0.9000×10-4mol/L，计算可得菠菜中铁元素的含量为8.4μg/g.
资料卡
人体对菠菜中铁元素的吸收率仅为1.3%，一个成年人每日需铁量为20mg。也就是说，一个成年人每日需要进食约366斤菠菜才能满足日常需要！因此，靠吃菠菜治疗缺铁性贫血不靠谱。
【练习】
3
实验操作，解决问题
1.铁是人体必需的微量元素之一，某小组设计实验测定菠菜中铁的含量(mg/100g，即每100g菠菜中铁元素的质量)，实验过程如图：I．配制溶液
Ⅱ．测定含量
下列说法正确的是（ ）
A．灼烧时用到的主要仪器有：蒸发皿、三脚架、泥三角、酒精灯
B．配制100mL待测液时，若仰视容量瓶上的刻度线，浓度偏高
C．取少量待测液滴加KSCN溶液，溶液变为红色则含有Fe2+
D．该菠菜中铁的含量为2800cVmg/100g
不需要蒸发皿
仰视读数，体积偏大，浓度偏低
含有Fe3+，不能判断是否含Fe2+
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O和Fe守恒，10.00mL待测液中含铁的物质的量为5×cmol/L× L= mol，100g菠菜中含铁的质量为 mol×56g/mol× =2.8cVg=2800cVmg
D
2.菠菜是一道平民小菜，价格便宜却营养丰富，菠菜中铁元素的检验可经过“研磨→溶解→过滤→检验”等步骤。下列操作方法不正确的是（ ）
A．研磨 B．溶解 C．过滤 D．检验
A
将菠菜剪碎后，需要在研钵中用研磨棒研磨
3
实验操作，解决问题
【练习】
3．铁是人体必需的微量元素。某研究小组通过设计实验以检验菠菜中是否含有铁元素，其实验流程如图所示，下列说法错误的是( )
已知：固体1的主要成分是FeC2O4
A．上述实验流程中操作①②都是过滤
B．向溶液2中加入HNO3后再滴入KSCN溶液无现象，说明菠菜中的铁元素不是以水溶性物质存在的C．向溶液3中滴加KSCN溶液后变红，说明菠菜中存在三价的铁元素
D．反应③的离子方程式为
3
实验操作，解决问题
【练习】
C
草酸亚铁与稀硝酸反应转化为硝酸铁溶液
4
反思过程，总结问题
菠菜
捣碎、酸浸
灼烧、酸浸
溶液
Fe3+
铁元素的检验
转化
排除干扰
菠菜中铁元素的检验过程
一般物质中某元素的检验过程
原材料
预处理
溶 液
转化
排除干扰
相应价态
检验
【小结】
4
反思过程，总结问题
茶叶中铝元素的鉴定
茶是我国人民喜爱的饮品，其中含有多种有益于人体健康的成分，包括450种以上的有机成分与15种以上的元素。化学试剂(NH3)3C19H11O3(COO)3（“阿罗明拿”）可以验证溶液中铝离子，在弱酸性溶液中，铝离子可以和阿罗明拿反应生成玫瑰红的物质，这同样是一种特征反应。请设计实验，检验茶叶中的铝元素。
采茶
炼茶
品茶
【任务】
4
反思过程，总结问题
【练习】
1.如图所示是铁及其化合物的“价类”二维图。
(1)X、Y分别代表 、 ；Z在空气中转化为W的化学方程式为 。
(2)某小组研究FeSO4性质，预测FeSO4能与 发生氧化还原反应(填序号)。
①NaOH溶液 ②氯水 ③稀盐酸 ④KMnO4酸性溶液 ⑤FeCl3溶液 ⑥碳酸钠(3)铁盐溶液可用于金属刻蚀。如用FeCl3溶液刻蚀铜制电路板，FeCl3被 (填“还原”或“氧化”)为FeCl2，该反应的离子方程式为 。
(4)为检验食品中的铁元素，可将菠菜剪碎、研磨、溶解、 ，然后取少许滤液于试管中进行实验。
(5)高铁酸钠是一种能杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。工业上可用NaClO氧化Fe(OH)3的方法制备Na2FeO4，其原理为 ，
用单线桥法表示该反应的电子转移方向和数目。 。
氧化物
Fe2O3
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
②④
还原
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
过滤
4
反思过程，总结问题
【练习】
2．菠菜中含有较多草酸，草酸可以和钙结合，不仅阻碍钙吸收，形成的草酸钙会增加患肾结石的风险，食用时建议要焯一下水。医学上常用酸性KMnO4溶液和草酸(H2C2O4)溶液反应来测血液中血钙的含量。测定方法是取一定量血液用蒸馏水稀释后，向其中加入足量的(NH4)2C2O4溶液，反应生成CaC2O4沉淀，将沉淀用稀硫酸溶解得到H2C2O4后，再用KMnO4溶液滴定。
(1)溶解沉淀时 (填“能”或“不能”)用稀盐酸、理由 。
(2)滴定过程中发生反应的离子方程式： ，则式中的x= 。
(3)判断到达滴定终点时的现象应当是 。
(4)抽取血样10.00mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020mol·L—1酸性KMnO4溶液滴定，使草酸转化成CO2逸出，这时共消耗6.00mL酸性KMnO4。经过计算，血液样品中Ca2+的浓度为 mg·cm-3。
不能
氯离子会和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应
5
最后半滴标准液加入后溶液无色变为红色，且半分钟内不褪色
1.2
4
反思过程，总结问题
【小结】

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