资源简介

(共18张PPT)
1.通过设计实验，定性检测菠菜中的铁元素，巩固铁及其化合物的相关知识，提升物质检测、转化、分离、提纯等基础实验技能
2.通过优化定性检测菠菜中铁元素的方案，初步建立查阅文献解决科学问题的思维模型，不断形成证据意识，能够基于证据提出假设、分析推理落实“证据推理”的化学学科核心素养。
3.通过菠菜中铁元素检测的学习，体会确定问题、查阅文献、设计方案、实验探究、优化方案、得出结论的科学研究过程。初步建立科学探究的一般模型
教学目标
研究与实践：
检验食品中的铁元素
——菠菜中铁元素的检验
一、确定问题
菠菜真的能补铁吗？
大胆猜测
1、菠菜中有+2价铁
2、菠菜中有+3价铁
3、菠菜中有+2价和+3价铁
二、查阅文献
铁元素是构成人体的必不可少的元素之一 ，
补铁需补充二价铁。每100克菠菜中，平均
含铁量是2.7毫克可谓含量颇丰。
离子 检验方法 Fe2+（现象） Fe3+（现象）
观察法 浅绿 黄色
加NaOH法 白色沉淀迅速转变为灰绿色然后变为红褐色沉淀 红褐色沉淀
KSCN法 无色加入硝酸变为血红色 血红色
知识回顾：检验Fe2+和Fe3+的方法
菠菜
→
滤液
→
研磨
过滤
→
试剂
现象
→
结论
三、设计实验方案
水浸
三、设计实验方案
实验步骤 水浸法 预期实验现象
步骤1（预处理）： 1.把10g菠菜放在研钵中研碎，然后 把研碎的菠菜倒入烧杯中 2.向烧杯中加入30ml水浸泡菠菜 3.半分钟后把烧杯中的菠菜汁过滤后 取滤液于试管中
————
步骤2：向盛有菠菜汁的试管中滴入 几滴KSCN溶液
步骤3：继续向第二步中的菠菜汁中 加入几滴稀硝酸
若不变红则证明菠菜中没有 Fe3+
若变红，则证明菠菜中有 Fe3+
第二步中溶液不变红，加稀硝酸后，溶液变红，则证明菠菜中含有Fe2+
若第二步中溶液变红，加稀硝酸后红色加深，则证明菠菜中含有Fe2+
实验步骤 灰化酸浸法 实验现象
步骤1（预处理）： 1.把10g菠菜放在研钵中研碎，然后把研 碎的菠菜倒入烧杯中， 2.向烧杯中加入30ml水浸泡菠菜 3.半分钟后把烧杯中的菠菜汁过滤后取滤液与试管中。
————
步骤2：向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液
步骤3：继续向第二步中的菠菜汁中加入几滴稀硝酸
四、实验探究
实验结论
菠菜中不含易溶于水的Fe3+和Fe2+
五、实验方案改进与探究
查阅文献：菠菜中铁元素存在形式？
检索文献表明,菠菜中的铁元素主要以草酸亚铁的形式存在,
100 g菠菜约含2 mg铁,草酸亚铁是一种淡黄色结晶性粉末,
在冷水中的溶解度是0.022 g/100 g,属于难溶有机物。高温下可
以将草酸亚铁分解为氧化亚铁
菠菜中含有大量的叶绿素，高温和酸化可以破坏叶绿素
实验步骤 预测实验现象
步骤1：称取（1g）的菠菜干，放入坩埚中加热灼烧变成菠菜灰为止，将菠菜灰转移到烧杯中，加30ml稀硫酸溶解半分钟并过滤，取澄清滤液于试管中
---
步骤2：向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液
步骤3：继续向第二步中的菠菜汁中加入几滴稀硝酸
五、优化实验方案
实验结论：
菠菜中的确含有铁元素
吃菠菜真的能达到补铁的效果吗？
资料卡片：为了满足生理需求，成人每天铁的摄入量为
15-20毫克。我们知道每100克菠菜中，平均含
铁量是2.7毫克，但菠菜中的铁为有机铁，吸收
率约为1%.如果单纯想要靠吃菠菜补铁，那每天
需要吃40斤左右菠菜才可以实现！
1870年，德国化学家Wolf发表了一篇论文，首次指出菠菜中铁的含量极高，其价值足可与红肉相当。“菠菜含丰富的铁”这一结论写入了最具权威性的百科全书。
漫画家Segar借着这个重大发现于1929年创造了大力水手，这个不怕困难、力大无穷的形象直接使得美国1930年代菠菜的销量足足增长了33%。
而在1937年，一位德国科学家却发现自己对菠菜铁含量的检测结果远远低于过去任何教科书上的数据，经过溯本逐源发现是当初Wolf把小数点点错了位置，数值足足夸大了十倍。至此，这个影响了人们70年的谬误才在学界内得以纠正，然而由于大力水手形象的经久不衰，150年前的那个错误的小数点依旧影响着现在的人们，一代又一代的小盆友对菠菜的头号印象就是“含铁丰富”
菠菜补铁是一个源于小数点的错误
问题
情境
提出
猜想
方案
设计
实验
探究
查阅
资料
问题
解决
查阅
资料
实验
证伪
修正
方案
实验
探究
课堂总结
解决新问题的基本方法模型
课堂练习
同学们再见第三章 铁 金属材料
研究与实践 — 菠菜中铁元素的检测
一、【学习目标】
1.通过设计实验，定性检测菠菜中的铁元素，巩固铁及其化合物的相关知识，提升物质检测、转化、分离、提
纯等基础实验技能
2.通过优化定性检测菠菜中铁元素的方案，初步建立查阅文献解决科学问题的思维模型，不断形成证据意识，能够基于证据提出假设，并通过分析推理进行证实。落实“证据推理”的化学学科核心素养
3.通过菠菜中铁元素检测的学习，体会确定问题、查阅文献、设计方案、实验探究、优化方案、得出结论的科学研究过程。落实“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养
二、【教学重难点】
教学重点：菠菜中铁元素检验的方案设计与实验探究
教学难点：菠菜中铁元素检验的方案设计与实验探究
教学过程
【任务一】 菠菜中铁元素检测的方案设计
【评价一】
预测菠菜中铁元素的化合价：
2、结合所给仪器设计方案（小组讨论）
实验仪器：KSCN溶液 研钵 剪刀 过滤装置 HNO3溶液 试管 试管架 电子秤
资料一、铁元素是构成人体的必不可少的元素之一 ，补铁需补充二价铁。每100克菠菜中，平均含铁量是2.7毫克
3.实验结论：
【任务二】 菠菜中铁元素检测的方案优化
【评价二】
1.查阅文献优化菠菜中铁元素检测方案
实验仪器：KSCN溶液 过滤装置 HNO3溶液 H2SO4溶液 坩埚 坩埚钳 酒精灯 泥三脚 试管 石棉网 菠菜干
资料二、检索文献表明,菠菜中的铁元素以草酸亚铁的形式存在,100 g菠菜约含2 mg铁,草酸亚铁是一种淡黄色结晶性粉末,在冷水中的溶解度是0.022 g/100 g,属于难溶有机物。高温下可以实施将草酸亚铁分解为氧化亚铁资料三、菠菜中含有大量的叶绿素，高温和酸化可以破坏叶绿素方案优化：
实验结论：
【任务三】食品中铁元素的检测之我见
【评价三】
谈谈通过菠菜中铁元素的检测实验，你的反思与收获吧。
【拓展作业】
你还想检测哪种食物中的含铁量？试图设计方案吧！
【素养提升】
.硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上作补血剂。某课外研究小组测定该补血剂中铁元素的含量，实验步骤如下：
请回答下列问题：
（1）证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是先滴加KSCN溶液，再滴加_______________，该过程的现象为：__________________________。
（2）步骤②加入过量H2O2的目的：__________________________。
（3）步骤③中反应的离子方程式：__________________________。
（4）步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、________、灼烧、________、称量。
（5）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量_____________g。
（6）该小组有些同学认为用KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。
（5Fe2++MnO—4+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O）上述实验中的KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是____。
a．稀硝酸 b．稀硫酸 c．稀盐酸 d．浓硝酸

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