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备考2024届高考化学一轮复习强化训练第三章金属及其化合物第3讲铁及其化合物的转化关系定性定量分析__食品蔬菜药品中铁元素的检验及含量测定
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这是一份备考2024届高考化学一轮复习强化训练第三章金属及其化合物第3讲铁及其化合物的转化关系定性定量分析__食品蔬菜药品中铁元素的检验及含量测定，共4页。试卷主要包含了7W g等内容，欢迎下载使用。
（1）定量检测 沉淀法：铁元素→氢氧化物，洗涤、灼烧、冷却、称量氧化铁的质量；滴定法：利用还原剂将铁元素全部转化为二价铁，用标准酸性高锰酸钾溶液滴定。
（2）定性检验 常根据溶液颜色和生成沉淀颜色来确定。
实验探究：补铁剂（除Fe2＋外不考虑含有的其他还原性离子）中铁元素价态检验
（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（Fe2＋）；
②可能为＋3（Fe3＋）；
③可能既有＋2，又有＋3（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，补铁剂中铁元素为＋2价，相关反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3等。
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（ D ）
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
解析 步骤①研磨时研杵应保持垂直，小心压碎或研磨试样，以防压碎或研磨时固体飞出，造成样品损失，A项正确；步骤②加入H2O2的作用是将Fe2＋完全氧化成Fe3＋，便于沉淀，B项正确；W g固体中m（Fe）＝112160×W g＝0.7W g，则每片补血剂中铁元素的质量为 0.07W g，D项错误。
命题拓展
[设问拓展]（1）过滤操作中，除漏斗外，还要用到的玻璃仪器有 烧杯、玻璃棒 。
（2）可以用 O2（或新制氯水） 代替H2O2。
（3）加入过量氨水产生红褐色悬浊液，发生反应的离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2OFe（OH）3↓＋3NH4＋。
2.[定量检测]人教版《化学》（必修第一册）新增加了“研究与实践”栏目，在“检验食品中的铁元素”的研究与实践中设置了菠菜中铁元素的检测。某实验小组对菠菜中的铁元素（主要以难溶的FeC2O4形式存在）进行检测。实验如下：
Ⅰ.水煮检验法：
Ⅱ.灼烧检验法：
（1）CCl4的作用为 作萃取剂，萃取有机色素，排除对Fe2＋检验的干扰 。
（2）操作i中所用到的分离仪器的名称为 分液漏斗 。
（3）溶液A中未能检测出Fe2＋的可能原因是 FeC2O4在水中的溶解度小；在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁 。
（4）取无色溶液B，先滴加H2O2溶液，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色。用离子方程式表示H2O2的作用： 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O 。
（5）甲同学取少量无色溶液B，滴加酸性KMnO4溶液，振荡后，溶液紫色消失，因此得出结论，溶液B中含有Fe2＋。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨，理由是 酸性条件下，H2C2O4和Cl－都可能将MnO4－还原 。
（6）菠菜中铁元素的含量可以用x mg/100 g表示，即每100 g菠菜中含铁元素的量是x mg。Fe2＋可以通过用KMnO4标准溶液滴定的方法来测定，准确称取500 g菠菜样品，充分燃烧成灰后，经酸浸、还原处理后将所得溶液转移到 250 mL 容量瓶中并定容；从中取出25.00 mL待测液置于锥形瓶中，再用2.000×10－4 ml/L KMnO4标准溶液进行滴定，当滴入20.00 mL KMnO4标准溶液时恰好完全反应。菠菜中铁元素的含量为 2.24 mg/100 g。（结果保留3位有效数字）
解析 （1）CCl4作萃取剂，萃取有机色素，排除对Fe2＋检验的干扰。（2）操作i用来分离互不相溶的液体，分液操作所用到的分离仪器是分液漏斗。（3）铁元素主要以难溶的FeC2O4形式存在，Fe2＋的浓度小；或在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁，所以溶液A中未能检测出Fe2＋。（4）H2O2把Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式是2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O。（5）用盐酸溶解菠菜灰得到的溶液B中含有Cl－，还可能含有少量H2C2O4，酸性条件下，H2C2O4和Cl－都可能将MnO4－还原，使酸性KMnO4溶液紫色消失，故不能证明溶液B中含有Fe2＋。（6）Fe2＋与酸性KMnO4溶液的反应为MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，设25.00 mL待测液中含n ml Fe2＋，则有
5Fe2＋ ～ KMnO4
5 1
n ml 2.000×10－4 ml/L×20.00×10－3 L＝4×10－6 ml
5nml＝14×10－6ml，解得n＝2×10－5，则250 mL待测液中含Fe2＋的物质的量为2×10－5ml×10＝2×10－4 ml，m（Fe2＋）＝2×10－4 ml×56 g/ml＝1.12×10－2 g＝11.2 mg，所以菠菜中铁元素的含量为11.2 mg/500 g＝2.24 mg/100 g。
3.[定性检测]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 稀盐酸 ，试剂2是 KSCN溶液 ，加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3 。
（2）加入试剂2后溶液颜色由淡黄色转变为淡红色是因为 少量的Fe2＋转化为Fe3＋ ，写出＋2价Fe在空气中转化为＋3价Fe的离子方程式： 4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O 。
（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？ 不合理 （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）： 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；氯水氧化Fe2＋生成Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－；Fe3＋与SCN－结合生成硫氰化铁，离子方程式为Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3。（2）加入试剂2之后溶液由淡黄色变为淡红色，说明少量Fe2＋被氧化成Fe3＋；Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe3＋，离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋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KSCN溶液，溶液颜色无变化；再加入少量氯水后，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＋
（1）定量检测 沉淀法：铁元素→氢氧化物，洗涤、灼烧、冷却、称量氧化铁的质量；滴定法：利用还原剂将铁元素全部转化为二价铁，用标准酸性高锰酸钾溶液滴定。
（2）定性检验 常根据溶液颜色和生成沉淀颜色来确定。
实验探究：补铁剂（除Fe2＋外不考虑含有的其他还原性离子）中铁元素价态检验
（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（Fe2＋）；
②可能为＋3（Fe3＋）；
③可能既有＋2，又有＋3（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，补铁剂中铁元素为＋2价，相关反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3等。
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（ D ）
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
解析 步骤①研磨时研杵应保持垂直，小心压碎或研磨试样，以防压碎或研磨时固体飞出，造成样品损失，A项正确；步骤②加入H2O2的作用是将Fe2＋完全氧化成Fe3＋，便于沉淀，B项正确；W g固体中m（Fe）＝112160×W g＝0.7W g，则每片补血剂中铁元素的质量为 0.07W g，D项错误。
命题拓展
[设问拓展]（1）过滤操作中，除漏斗外，还要用到的玻璃仪器有 烧杯、玻璃棒 。
（2）可以用 O2（或新制氯水） 代替H2O2。
（3）加入过量氨水产生红褐色悬浊液，发生反应的离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2OFe（OH）3↓＋3NH4＋。
2.[定量检测]人教版《化学》（必修第一册）新增加了“研究与实践”栏目，在“检验食品中的铁元素”的研究与实践中设置了菠菜中铁元素的检测。某实验小组对菠菜中的铁元素（主要以难溶的FeC2O4形式存在）进行检测。实验如下：
Ⅰ.水煮检验法：
Ⅱ.灼烧检验法：
（1）CCl4的作用为 作萃取剂，萃取有机色素，排除对Fe2＋检验的干扰 。
（2）操作i中所用到的分离仪器的名称为 分液漏斗 。
（3）溶液A中未能检测出Fe2＋的可能原因是 FeC2O4在水中的溶解度小；在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁 。
（4）取无色溶液B，先滴加H2O2溶液，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色。用离子方程式表示H2O2的作用： 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O 。
（5）甲同学取少量无色溶液B，滴加酸性KMnO4溶液，振荡后，溶液紫色消失，因此得出结论，溶液B中含有Fe2＋。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨，理由是 酸性条件下，H2C2O4和Cl－都可能将MnO4－还原 。
（6）菠菜中铁元素的含量可以用x mg/100 g表示，即每100 g菠菜中含铁元素的量是x mg。Fe2＋可以通过用KMnO4标准溶液滴定的方法来测定，准确称取500 g菠菜样品，充分燃烧成灰后，经酸浸、还原处理后将所得溶液转移到 250 mL 容量瓶中并定容；从中取出25.00 mL待测液置于锥形瓶中，再用2.000×10－4 ml/L KMnO4标准溶液进行滴定，当滴入20.00 mL KMnO4标准溶液时恰好完全反应。菠菜中铁元素的含量为 2.24 mg/100 g。（结果保留3位有效数字）
解析 （1）CCl4作萃取剂，萃取有机色素，排除对Fe2＋检验的干扰。（2）操作i用来分离互不相溶的液体，分液操作所用到的分离仪器是分液漏斗。（3）铁元素主要以难溶的FeC2O4形式存在，Fe2＋的浓度小；或在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁，所以溶液A中未能检测出Fe2＋。（4）H2O2把Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式是2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O。（5）用盐酸溶解菠菜灰得到的溶液B中含有Cl－，还可能含有少量H2C2O4，酸性条件下，H2C2O4和Cl－都可能将MnO4－还原，使酸性KMnO4溶液紫色消失，故不能证明溶液B中含有Fe2＋。（6）Fe2＋与酸性KMnO4溶液的反应为MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，设25.00 mL待测液中含n ml Fe2＋，则有
5Fe2＋ ～ KMnO4
5 1
n ml 2.000×10－4 ml/L×20.00×10－3 L＝4×10－6 ml
5nml＝14×10－6ml，解得n＝2×10－5，则250 mL待测液中含Fe2＋的物质的量为2×10－5ml×10＝2×10－4 ml，m（Fe2＋）＝2×10－4 ml×56 g/ml＝1.12×10－2 g＝11.2 mg，所以菠菜中铁元素的含量为11.2 mg/500 g＝2.24 mg/100 g。
3.[定性检测]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 稀盐酸 ，试剂2是 KSCN溶液 ，加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3 。
（2）加入试剂2后溶液颜色由淡黄色转变为淡红色是因为 少量的Fe2＋转化为Fe3＋ ，写出＋2价Fe在空气中转化为＋3价Fe的离子方程式： 4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O 。
（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？ 不合理 （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）： 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；氯水氧化Fe2＋生成Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－；Fe3＋与SCN－结合生成硫氰化铁，离子方程式为Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3。（2）加入试剂2之后溶液由淡黄色变为淡红色，说明少量Fe2＋被氧化成Fe3＋；Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe3＋，离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋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KSCN溶液，溶液颜色无变化；再加入少量氯水后，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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