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    (新高考)高考化学一轮复习讲义第3章必做实验提升(三)食品、蔬菜、药品中的铁元素及检验(含解析)

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    (新高考)高考化学一轮复习讲义第3章必做实验提升(三)食品、蔬菜、药品中的铁元素及检验(含解析)

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    (1)预测补铁剂中铁元素价态
    补铁剂中铁元素价态有以下3种可能
    ①可能为+2价(Fe2+);
    ②可能为+3价(Fe3+);
    ③可能既有+2价,又有+3价(Fe2+和Fe3+)。
    (2)实验方案
    (3)实验操作、现象及结论
    方案一:
    方案二:

    (4)实验结论分析
    经过实验验证,补铁剂中铁元素价态为+2价,请写出相关反应的离子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
    1.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定的实验流程如下:
    下列说法不正确的是( )
    A.步骤①研磨时研杵应保持垂直,小心压碎或研磨试样
    B.步骤②加入H2O2的作用是将Fe2+完全氧化
    C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重
    D.每片补血剂中铁元素的质量为0.7W g
    答案 D
    解析 步骤①研磨时研杵应保持垂直,小心压碎或研磨试样,以防研磨时固体飞出研钵造成损失,A项正确;步骤②加入H2O2的作用是将Fe2+完全氧化成铁离子,便于沉淀,B项正确;W g固体中m(Fe)=eq \f(112,160)×W g=0.7W g,每片补血剂中铁元素的质量为0.07W g,D项错误。
    2.菠菜常用作补铁食品之一,为探究其中铁元素的价态,现进行如下实验。
    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,得到的滤液作为实验样品,分置于两支试管中。
    ②向一支试管中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,生成________,说明滤液中含Fe2+。
    ③向另一支试管中加入少量稀硝酸,然后加入几滴KSCN溶液,溶液呈________色,能否说明滤液中含Fe3+?______(填“能”或“否”),试分析其原因:________________________。
    答案 ②蓝色沉淀 ③红 否 滤液中含Fe2+,加入稀硝酸后生成Fe3+,干扰实验,故溶液变红不能说明滤液中含Fe3+
    3.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+。
    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)。
    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________(填字母)。
    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色褪去 5Fe2++MnOeq \\al(-,4)+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 (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,所以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。
    4.铁是人体必需的微量元素,治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分:琥珀酸亚铁,呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在,设计并进行了如下实验:
    试回答下列问题:
    (1)试剂1是__________,试剂2是____________,加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是__________________________________、____________________________。
    (2)加入试剂2后溶液中颜色由淡黄色转变为淡红色是因为____________________,写出+2价Fe在空气中转化为+3价Fe的化学方程式:___________________________________。
    (3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁,你认为该同学的猜想合理吗?_____________________________(填“合理”或“不合理”)。若你认为合理,请说明理由(若你认为不合理,该空不作答):______________;若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理,该空不作答):____________。
    答案 (1)稀盐酸 KSCN溶液 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
    (2)少量的Fe2+转化为Fe3+ 4FeCl2+O2+4HCl===4FeCl3+2H2O
    (3)不合理 猜想:Fe(SCN)3中的SCN-被过量的氯水氧化;设计实验:在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,不变红色(或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液,变红色)
    解析 (1)该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸,试剂1用于溶解样品,可以选用稀盐酸;试剂2用于检验Fe3+,可以选用KSCN溶液;氯气氧化亚铁离子生成铁离子,离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;铁离子与硫氰根离子结合生成硫氰化铁,离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
    (2)加入试剂之后溶液由淡黄色变为浅红色,说明少量Fe2+被氧化成Fe3+;亚铁离子被空气中的氧气氧化为铁离子,化学方程式为4FeCl2+4HCl+O2===4FeCl3+2H2O。
    (3)因为氯水氧化性强,不会还原Fe3+,该同学的猜想不合理;可能是SCN-被过量的氯水氧化,可取少量褪色后的溶液,加入FeCl3溶液,不变红色,或取少量褪色后的溶液,加入KSCN溶液,变红色。实验操作
    实验现象
    实验结论
    加入硫氰化钾溶液,溶液颜色无变化;加入氯水后,溶液变为红色
    含有Fe2+,不含Fe3+
    实验操作
    实验现象
    实验结论
    不变红色
    不含Fe3+
    紫红色褪去
    含Fe2+

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