资源简介

优秀教案系列
研究与实践
检验食品中的铁元素——菠菜中铁元素的检验
教学目标
1.以菠菜中铁元素的检验为研究对象,激活已有知识,将所学知识Fe2+、Fe3+的检验与转化迁移到新情境、新问题中,对方案进行评价、修正、完善,达成解决新问题的认知过程,构建解决新问题的基本方法模型。
2.以实验探究和多元评价为主要活动形式,体验科学探究过程,构建有机体中提取无机物质的一般认知模型。
3.通过菠菜中铁元素检验的学习,建立解决复杂问题的思维框架,初步学会建模、用模指导学习,体会化学学习的意义和价值。
重点、难点
Fe2+、Fe3+的检验与转化;构建解决新问题的基本方法模型。
教法、学法
探究、讨论、实践。
课时安排
建议1课时。
教学准备
课件、菠菜中铁元素检验所用的实验用品。
主题 教师活动 学生活动 设计意图
问题情境 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。菠菜补铁是真的吗 创设问题情境,用身边的化学来激发学生的求知欲。
查阅资料 　　通过自主学习,查阅有关菠菜的资料,你知道了哪些信息 　　【展示】每100克菠菜中,平均含铁量是2.7毫克,只要不和含铁量达到22.6毫克的猪肝相比,这个数值在蔬菜家族中绝对算是佼佼者。 　　开始对知识进行初步感知,菠菜中有铁元素。
续　表
主题 教师活动 学生活动 设计意图
大胆猜测 　　引导学生对菠菜中铁元素的价态讨论。 　　【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。 　　大胆的猜测是实验设计的基础。
设计实验方案 问题引导: 1.如何检验Fe2+ 2.如何检验Fe3+ 3.Fe2+才能补铁,如何设计实验检验菠菜中铁元素的价态 　　【回答】Fe2+、Fe3+的检验方法。 【小组讨论】菠菜中铁元素价态的检验方法。 【设计实验】填写表格。 实验步骤预期实验现象及结论步骤1:把菠菜放在研钵中研碎,然后把研碎的菠菜倒入烧杯中,向烧杯中加入 适量蒸馏水浸泡菠菜,半分钟后把烧杯中的菠菜汁过滤后,取滤液倒入试管中—步骤2:向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液若不变红,则证明菠菜中没有Fe3+;若变红,则证明菠菜中有Fe3+步骤3:继续向步骤2中的菠菜汁中加入几滴氯水(或稀硝酸或H2O2溶液)若步骤2中溶液不变红,加入氯水(或稀硝酸或H2O2溶液)后,溶液变红,则证明菠菜中含有Fe2+,否则无Fe2+;若步骤2中溶液变红,加入氯水(或稀硝酸或H2O2溶液)后,红色加深,则证明菠菜中含有Fe2+和Fe3+,不加深,则证明无Fe2+,只有Fe3+
　　根据已有知识使学生由被动、机械地学习变为主动灵活地学习,活跃了学生的思维,开发了学生的潜能,使学生成为实验学习的主体,既巩固课堂实验的教学效果,又获得有关化学实验的基础知识和基本技能,同时学习实验探究的一般方法。
实验探究 　　指导并组织学生进行分组实验。 　　【小组实验】根据设计的实验方案进行分组实验。 实验步骤实验现象步骤1:把菠菜放在研钵中研碎,然后把研碎的菠菜倒入烧杯中,向烧杯中加入 适量蒸馏水浸泡菠菜,半分钟后把烧杯中的菠菜汁过滤后,取滤液倒入试管中—步骤2:向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液不变红步骤3:继续向步骤2中的菠菜汁中加入几滴氯水(或稀硝酸或H2O2溶液)不变红
[实验结论] 菠菜中不含易溶于水的Fe3+和Fe2+。 菠菜中的铁元素未被检验出的可能原因分析:菠菜中的Fe2+和Fe3+的溶解度太小,检验现象不明显。 　　培养学生的实验动手能力,增强实验的趣味性和实用性,激发学生的学习探究热情,培养学生将探究课外实验与家庭实验相结合的能力。
实验方案的改进与探究 　　1.引导问题:菠菜中铁元素的存在形式是什么 2.结论验证:菠菜中的铁元素以草酸亚铁的形式存在,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,属于难溶物。 　　3.引导猜想草酸亚铁的溶解性。 4.引导小组讨论并设计新的实验方案证明你的猜想。 5.指导并组织学生进行分组实验。 【猜测】草酸亚铁溶于有机物。 【小组讨论】菠菜中草酸亚铁的检验方法是什么 【设计实验】设计新的实验,并填写表格。 实验步骤预期实验现象及结论步骤1:把菠菜放在研钵中研碎,然后把研碎的菠菜倒入烧杯中,向烧杯中加入 适量无水乙醇浸泡菠菜,半分钟后把烧杯中的菠菜汁倒入试管中—步骤2:向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液若不变红,则证明菠菜中没有Fe3+;若变红,则证明菠菜中有Fe3+
实验步骤预期实验现象及结论步骤3:继续向步骤2中的菠菜汁中加入几滴氯水(或稀硝酸或H2O2溶液)若步骤2中溶液不变红,加入氯水(或稀硝酸或H2O2溶液)后,溶液变红,则证明菠菜中含有Fe2+,否则无Fe2+;若步骤2中溶液变红,加入氯水(或稀硝酸或H2O2溶液)后红色加深,则证明菠菜中含有Fe2+和Fe3+,不加深,则证明无Fe2+,只有Fe3+
【小组实验】按照实验操作进行小组实验。 实验步骤实验现象步骤1:把菠菜放在研钵中研碎,然后把研碎的菠菜倒入烧杯中,向烧杯中加入 适量无水乙醇浸泡菠菜,半分钟后把烧杯中的菠菜汁倒入试管中—步骤2:向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液不变红步骤3:继续向步骤2中的菠菜汁中加入几滴氯水(或稀硝酸或H2O2溶液)变红
[实验结论] 菠菜中含易溶于有机溶剂的Fe2+。 　培养学生的实验设计与评价能力,让学生体验到化学知识的实用性和价值性,还可以拓展学生的知识视野,打开学生的灵活思维。这样可以发展学生学习化学的兴趣,让学生乐于探究物质的奥秘,体验科学探究的艰辛和喜悦。 　　
续　表
主题 教师活动 学生活动 设计 意图
实验方案 的再改进 　　1.引导实验的再发现与优化:在上面的实验中菠菜中的色素对检验中的颜色变化有一定的干扰,如何处理 2.引导问题情境:草酸亚铁加热易分解,可生成含铁元素的氧化物,你能根据这个信息设计新的实验方案吗 3.指导并组织学生进行分组实验。 　　【回答】吸附色素可以用活性炭。 【小组讨论】菠菜中草酸亚铁的新的检验方法。 【设计实验】设计新的实验并填写表格。 实验步骤设计目的与预期实验现象步骤1:将一定量的菠菜叶剪碎,放入硬质试管中,隔绝空气加热灼烧,直至变成菠菜灰为止,将菠菜灰转移到烧杯中,加稀硫酸溶解并过滤,将滤液加入活性炭,去除颜色干扰后再过滤,得到澄清滤液草酸亚铁加热分解,可生成氧化亚铁,氧化亚铁溶于稀硫酸,方可以得到含亚铁离子的溶液步骤2:向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液溶液不变红,则证明菠菜中没有Fe3+步骤3:继续向步骤2中的菠菜汁中加入几滴氯水(或稀硝酸或H2O2溶液)步骤2中溶液不变红,加入氯水(或稀硝酸或H2O2溶液)后变红,则证明菠菜中含有Fe2+
【小组实验】按照实验操作进行小组实验。 实验步骤实验现象步骤1:将一定量的菠菜叶剪碎,放入硬质试管中,隔绝空气加热灼烧,直至变成菠菜灰为止,将菠菜灰转移到烧杯中,加稀硫酸溶解并过滤,将滤液加入活性炭,去除颜色干扰后再过滤,得到澄清滤液—步骤2:向盛有菠菜汁的试管中滴入几滴KSCN溶液不变红步骤3:继续向步骤2中的菠菜汁中加入几滴氯水(或稀硝酸或H2O2溶液)溶液变红
[实验结论] 菠菜中有Fe2+,可以补铁,但难溶于水,吸收率不高。 　　体验科学探究的过程,使学生在情感态度与价值观方面得到良好的发展。通过实验探究活动,发现学习和生活中有意义的化学问题;能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案,并予以评价和优化。
实验反思与讨论 　　[反思与讨论] 1.亚铁离子具有还原性,你认为在食物补铁中要注意什么 2.菠菜中的亚铁离子是以FeC2O4的形式存在的,能否用酸性高锰酸钾溶液褪色来检验亚铁离子的存在 3.如何定量检测菠菜中的铁含量 课堂展示图片。 4.实验中原料预处理的方法有哪些 【回答】不偏食,新鲜蔬菜烹饪时间不宜太长等。 【讨论】C2中碳元素的价态与性质,对亚铁离子的检验有什么干扰 【回答】不能用酸性高锰酸钾溶液褪色来检验FeC2O4中的亚铁离子,因为C2有还原性,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 【回答】比色法。 【回答】原料预处理的方法: (1)粉碎。 (2)灼烧。 (3)溶解(水溶、有机溶剂溶解、酸溶或碱溶等)。 　　能对化学实验收集有关数据,并科学地加以处理;能对实验现象做出合理的解释,运用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律。
课堂总结 　　[总结]解决新问题的基本方法模型:问题情境—查阅资料—提出猜想—方案设计—实验探究—实验证伪—查阅资料—修正方案—实验探究—问题解决。 　　 　　认识解决新问题的基本方法模型。
1.茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成,各步骤中选用的实验用品不能都用到的是(　　)
A.将茶叶灼烧灰化,选用①②⑨
B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,选用④⑥⑦
C.过滤得到滤液,选用④⑤⑦
D.检验滤液中的Fe3+,选用③⑧⑩
2.菠菜营养丰富,素有“蔬菜之王”之称,在营养价值上还是一种高效的补铁剂,长期以来民间流传着“菠菜根比菠菜茎、叶更有营养”“菠菜不能与豆腐同食”等说法。
某校化学兴趣小组的同学通过实验来探究以下问题:
(1)菠菜中是否含有丰富的铁。
(2)菠菜中是否含有某种酸类物质。
(3)菠菜根中铁的含量是否比菠菜茎、叶中的高。
(4)菠菜为什么与豆腐不能同食。
该小组同学通过上网查询,获得以下资料:
①菠菜中确实含有一种有机酸,其化学名称为乙二酸(化学式为H2C2O4),俗称草酸;②草酸的酸性比醋酸的强;③豆腐中含有丰富的钙元素;④草酸钙是一种无色晶体,不溶于水,是尿道结石的主要成分;⑤Fe2+遇氧化性物质能转化为Fe3+;⑥含Fe3+的溶液遇KSCN溶液呈红色,而含Fe2+的溶液则不能。
该小组设计了如下实验方案:
实验Ⅰ:
实验Ⅱ:取有根菠菜a g使用相同仪器和试剂,重复实验Ⅰ的过程,观察现象时发现溶液B的红色比实验Ⅰ中得到的溶液红色深。
实验Ⅲ:另将菠菜在少量开水中煮沸2~3分钟,滤去菠菜渣,得滤液C,向滤液C中加入足量的Ca(OH)2溶液,再加入足量的醋酸,观察现象。
请回答下列问题:
(1)操作①中加入的浓硝酸具有强氧化性,由此推知溶液A中含有　　　　　　(填“Fe2+”或“Fe3+”)。操作②的名称为　　　　　　,操作过程中所需使用的玻璃仪器有　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　。
(2)操作③中加入活性炭的作用是　　　　　　。
(3)实验Ⅱ中得到的溶液B的红色比实验Ⅰ中溶液B的红色深,可以说明菠菜根中铁元素的含量与菠菜茎、叶相比　　　　　　(填“高”“低”或“相同”)。
(4)实验Ⅲ中向滤液C加入Ca(OH)2溶液后,再加入足量的醋酸,其目的是排除碳酸钙的干扰,写出碳酸钙与醋酸发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在加入醋酸后发现仍有不溶性物质存在,你认为该物质可能是　　　　　　,则菠菜中　　　　　　(填“含有”“不含有”或“无法证明是否含有”)草酸。
(5)试解释菠菜不能与豆腐同食的理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案:
1.B
2.(1)Fe3+　过滤　烧杯　玻璃棒　漏斗
(2)吸附溶液中的可溶性杂质
(3)高
(4)CaCO3+2CH3COOHCa(CH3COO)2+H2O+CO2↑ 草酸钙　含有
(5)菠菜所含的草酸与豆腐中含有的丰富的钙离子反应产生草酸钙
设计实验并验证山楂中的铁元素(已知:山楂中含有丰富的维生素C),完成实验报告并上交。
1.化学是一门以实验为基础的学科,挖掘身边和生活中的实验素材,引领学生做好实验,这是对基础知识的落实和强化。通过菠菜中Fe2+的检验,可以使学生学会亚铁离子与铁离子的检验及相互转化。
2.使学生由被动、机械的学习变为主动、灵活的学习,活跃了学生思维,使学生成为实验学习的主体,既巩固课堂实验的教学效果,又获得了有关化学实验的基础知识和基本技能,同时学习实验研究的一般方法。
3.了解铁元素在生命活动中的重要作用,必然想到缺铁后怎样补铁的问题。如果某些学生是偏食者,不吃青菜、不吃菠菜、不吃粗粮等原因所引发的缺铁性贫血症,只要正确认识和处理有关饮食与营养的关系,合理膳食,就有可能改变缺铁的状况。
检验食品中的铁元素——菠菜中铁元素的检验
提出问题→可能猜测→实验设计→实验验证→实验改进→实验验证→解决问题
菠菜富含铁元素,补血效果好吗
将菠菜送到上海SGS农产食品实验室进行检测。技术经理说:“我们采用原子吸收光谱法对菠菜中的铁含量进行了分析,得到的结果是2.72 mg/100 g。”经实验检测,也得到了一些其他常见蔬菜的铁含量,芹菜的含铁量为8.5 mg/100 g、香菜的含铁量为5.6 mg/100 g、韭菜的含铁量为1.7 mg/100 g、油菜的含铁量为1.4 mg/100 g。他们对熟菠菜中的含铁量也进行了检测,结果熟菠菜的含铁量为2.77 mg/100 g。
解放军第309医院营养科主任说,菠菜不仅含有维生素C、铁元素、叶绿素,还有一些其他维生素和一些膳食纤维。菠菜在蔬菜中口感也比较好,而且一年四季都有。但是就单从铁元素含量来讲,菠菜补铁这可能是个传说了。它的含铁量不是很高,而且菠菜富含草酸,如果不除掉的话,会影响铁的吸收。
轻度贫血是可以通过食疗来改善的。颜色发红、发黑的食物含铁量都比较高,例如动物的肝脏、红肉、桂圆、枸杞、海带、紫菜、木耳等食物含铁量都比较高。
“菠菜富含铁元素,补血效果好”是网络谣言。饮食要讲究平衡,不要偏食,合理膳食,才能保证健康。

展开更多......

收起↑