文档内容
第三章《铁 金属材料》教学设计
第一节 铁及其化合物
专题2 检验食品中的铁元素
专题2： 检验食品中的铁元素 课时 1 授课年级 高一
课标 能利用铁及其化合物的性质和反应，设计常见含铁物质的制备、分离、提纯、检验等简单
要求 任务方案，能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质转化的路径。
本节内容是高中化学人教版（2019版）必修第一册第三章第一节《铁及其化合物》内
容，本节课的知识是延续第二章钠元素以及氯元素的主族元素性质探究，展开过渡金属铁元
素性质的学习，也是对“离子反应”和“氧化还原反应”两大理论的进一步学习。
本节内容是高中元素及其化合物的重点、难点，要掌握铁及其化合物的性质、学习氢氧化
物的制备、金属离子的检验方法，强化氧化还原反应的相关概念、原理与本质等。教学要注重
方法引导，基于物质类别和元素价态，不仅可以预测物质的性质，还可以设计物质间的转化途
径，培养学生证据推理和模型认知、科学探究与创新意识的化学核心素养。
教材内容介绍人类最早使用的金属铁及其化合物、金属材料等知识。主要包括两部分:①
铁单质;②铁的重要化合物，主要是铁的氧化物、氢氧化物、铁盐和亚铁盐。教材按照“铁单
质→铁的氧化物→铁的氢氧化物→铁盐和亚铁盐”的顺序编排。并注重与教材第一、二章知识
的衔接，突出课程标准中要求的铁的化合物的主要性质，与“离子反应”、“氧化还原反应”
等已学知识的联系与衔接，引导学生主动运用已有知识分析和解决新的问题，并逐步形成较为
系统的知识网络。本节教学内容包括“铁的单质”、“铁的氧化物和氢氧化物”、“铁盐和亚
铁盐”，共分3课时完成。教学重点为铁盐与亚铁盐的性质、转化及检验，教学难点为氢氧化
亚铁的制备实验设计、不同价态铁及其化合物转化关系模型的建构。
教材 铁及其化合物广泛存在并应用于生产和生活实际，从中发现有助于学生学习、贴近教学实
际的素材，从而创设出真实、生动、有意义的教学情境，不仅可以激发学生的学习兴趣，引导
分析
学生积极主动地学习，还可以使学生在真实情境中运用知识解决简单的化学问题，促进学科核
心素养的形成。同时铁及其化合物也是课程标准要求学习的典型（副族）金属元素之一。为
此，教材还安排了“研究与实践—检验食品中的铁元素”、“实验活动—铁及其化合物的性
质”等栏目。为了进一步认识和掌握铁及其化合物的性质及转化关系，本节内容特地设计了两
个专题：“铁及其重要化合物”和“检验食品中的铁元素”，本课时为第二个专题，即教材
P76页“研究与实践—检验食品中的铁元素”。
铁及其化合物是生产、生活中常见的化学物质。铁是人体必须的微量元素，食用富含铁元
素的食品或使用补铁剂，可以补充人体所需的铁元素，防止缺铁性贫血。同时教材还介绍了补
铁剂与Vc同服效果更佳，FeSO 溶液中要放铁钉，以及印刷电路板腐蚀的原理等知识。因此
4
这一部分内容体现化学与生活的紧密结合，能够让学生真切感受化学与生活息息相关，激发学
生学习化学的兴趣。本课时教学通过化学实验的方法检验食品（菠菜或黑木耳）中的铁元素，
体验实验研究的一般过程和方法及化学知识在实际中的应用，展现化学学科的价值。本课时的
教学重点是铁及其化合物的相关知识及应用，教学难点是通过设计实验检验铁元素的存在并测
定菠菜中铁元素的含量，建立物质性质与检验、测定方法的关联，初步形成利用相关化学知识
解决问题的角度和思路。
1.通过设计实验，从定性检验到定量测定菠菜（黑木耳）中的铁元素，巩固铁及其化合物
的相关知识，提升物质检验、转化、分离提纯等基础实验技能。
教学
2.通过定性检测菠菜（黑木耳）中是否含有铁元素以及铁元素的存在形态，初步形成物质
目标
特性决定检验方法的认知模型，体验实验研究的一般过程和化学知识在实际中的应用。
3.通过设计测定菠菜（黑木耳）中铁元素含量的方案，建立物质性质于测量方法的关系，并利用证据推理体会复杂体系中具有相同性质的物质对于测定的干扰。
教学 重点：铁及其化合物的性质及应用
重、 难点：物质的性质与检验、测定方法的关联及解决问题的角度和思路的建立
难点
宏观辨识与微观探析：通过检验菠菜（黑木耳）中铁元素的实验探究、现象观察，进一步
从微观上认识铁及其化合物的性质及转化关系。
核心 科学探究与创新意识：通过实验设计、实验操作、现象观察，进一步体验实验探究的一般
过程和方法，更加形象、深刻地掌握铁及其化合物的性质及应用，实现知识的总结与提升。
素养
科学精神与社会责任：通过对菠菜（黑木耳）中铁元素实验测定方案的探究，认识铁元素
对人体的重要性，了解常见含铁食品和补铁的正确方法，激发学生努力学好化学知识，服务社
会的意识。
学情 学生已经基本熟练掌握铁及其化合物的性质及转化关系，知道铁单质、铁盐、亚铁盐的特
性及检验方法，具有一定的实验设计能力，对未知的领域有积极的探究精神等。但利用所学知
分析 识，特别是典型物质的特殊性质设计实验方案，并对实验方案进行评价等能力有待提高。
教学过程
教学 设计意
教学活动
环节 图
【回顾】检验Fe3+和Fe2+的方法、现象及原理分别是什么？并写出有关离子方程式。
环 【学生1】检验Fe3+常用试剂是 KSCN 溶液，现象是出现 血红色 ，离子方程式
节
Fe3++3SCN-==Fe（SCN） ， 回顾旧
一 3
知，创
、 【学生2】检验Fe2+常用试剂有 KSCN溶液、氯水（或硝酸或双氧水等） ，现象是
生 设生活
情 活 先加KSCN溶液无明显现象，再加氯水，溶液出现血红色 。有关化学方程式 2Fe2+ 真实情
景 情 境，为
+Cl==2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-==Fe（SCN） 。
导 境 2 3 学习新
入 【预习】举例说明生活中常见富含铁元素的食品有哪些？设计实验检验菠菜中铁元素 知作准
备，激
的含量的实验步骤是什么？
发学习
【学生1】生活中常见富含铁元素的食品有 菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏 兴趣和
探究欲
等。【学生2】检验菠菜中铁元素的实验操作步骤有 剪碎、研磨、溶解、过滤、加 望。
氧化剂氧化、加KSCN溶液观察现象 等。
【导入】铁是人体中一种必需的微量元素，血红蛋白是人体血液里面含铁的特殊蛋白
质，他也是血液能够呈现红色的主要因素，除此之外身体所需要的氧气和二氧化碳都
是依靠血红蛋白来运输的，在冬天比较常见的煤气中毒，就是因为血红蛋白的亲氧性
被剥夺了，身体吸收不到氧气，也排不到二氧化碳，就导致了人体昏迷甚至死亡的情
况。如果身体缺铁会出现疲劳乏力、畏寒怕冷、肌肉酸痛、嘴唇干裂、皮肤异常苍白
等现象。从而导致人的记忆能力、免疫能力、和对温度的适应能力下降，如果体内的
铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。（见PPT视频及图片）
【过渡】菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含铁元素。本节课我们将
以“菠菜中铁元素的检验”为例(你也可以选择其他食品)进行研究。
【问题1】查阅资料，观看视频，回答铁元素在人体中的作用是什么？
深挖教
【教师】展示教材P70页“资料卡片”：人体能吸收二价铁离子，而菠菜富含蛋白
材，创
质、脂肪、碳水化合物、钙、磷、铁、维生素A、维生素B1、维生素B2、烟酸、维
设生活
生素C、维生素K、辅酶Q10等多种营养素，其中的铁以草酸亚铁的形式存在，纯净
中富含的草酸亚铁是一种淡黄色的粉末，它难溶于水，但是在稀盐酸中能缓慢溶解。 铁元素
的食品
【学生1】成年人体内含有4～5克铁，根据在体内的功能状态可分成功能性铁和储存
素材，
铁两部分。 为后续
的实验
【学生2】功能性铁存在于血红蛋白、肌红蛋白和一些酶中，约占体内总铁量的
探究新
70%。其余30%为储存铁，主要储存在肝、脾和骨髓中。 知奠定
基础。
【学生3】铁是合成血红蛋白的主要原料之一。血红蛋白的主要功能是把新鲜氧气运
送到各组织。铁缺乏时不能合成足够的血红蛋白，造成缺铁性贫血。
【教师】评价、强调：铁还是体内参与氧化还原反应的一些酶和电子传递体的组成部
分，如过氧化氢酶和细胞色素都含有铁。 创设问
题 情
【问题2】人体需要的铁元素主要有哪些来源？听说“菠菜、黑木耳等食品中铁元素
境，激
的含量丰富，可以补铁”是真的吗？ 发探究
欲望。
【学生1】人体需要的铁元素主要来源于食物。如动物内脏(特别是肝脏)、血液、
鱼、肉类都是富含铁，并都可作为补铁剂的食品。
【教师】追问：深绿叶蔬菜如菠菜等也富含铁元素，可以补铁吗？
活 【学生】应该可以。
动
【教师】该同学回答是否正确，下面我们将通过实验探究来判断。
一
、 【学生2】如果人体缺铁可以进行药补。如硫酸亚铁缓释片等。
人
【教师】评价、肯定。
体
中 【对应训练】富脂食品密封保存往往需要在包装袋内装一小包脱氧剂(有效成分是还
的 原铁粉)，某小组为探究脱氧剂中铁粉是否变质，取少量样品溶于稀盐酸，再进行下
检测与
铁 列实验，下列有关实验现象和结论的说法正确的是（ ）
评价，
元
A．若加盐酸时有气体产生，则证明脱氧剂未变质 发现问
素
题，调
B．若滴加KSCN溶液，无明显变化，再滴加氯水显血红色，则证明脱氧剂未变质
控课
C．若滴加KSCN溶液，溶液显血红色，则证明脱氧剂已变质 堂，提
高效
D．若加入铜粉充分反应后，溶液呈蓝色，则证明脱氧剂已完全变质
率。
【答案】C
【解析】A．若加盐酸时有气体产生，说明样品中还有铁粉，但不证明脱氧剂未变质
也可能部分变质，A错误；B．若滴加KSCN溶液，无明显变化，说明加入盐酸后的
溶液中没有Fe3+，这可能时Fe+2Fe3+=3Fe2+，也可能时变质时Fe就被氧化为FeO，再
滴加氯水显血红色，故不能证明脱氧剂未变质，B错误；C．若滴加KSCN溶液，溶
液显血红色，说明加入盐酸后的溶液中含有Fe3+，所以证明脱氧剂已变质，C正确；
D．若加入铜粉充分反应后，溶液呈蓝色，说明加入盐酸后的溶液中含有Fe3+，发生
Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，但不能证明脱氧剂已完全变质，还可能是部分被氧化，D错
误；故答案为：C。
【过渡】以菠菜中铁元素的检验为例，先从定性入手进行检验。
【问题1】查阅资料，每100克菠菜中，平均含铁量是2.7毫克，该如何检验其中存
在铁元素呢？
【学生1】提出猜想：猜想1：样品中只含有Fe2+；猜想2：样品中只含有Fe3+；猜想
3：样品中含有Fe2+和Fe3+
【学生2】设计实验：环
节
二
【学生3】方案1：观察法，Fe2+溶液浅绿色（ ），Fe3+ 溶液黄色（ ）
、
【教师】追问：该方法有哪些优点和不足呢？
氧
【学生】方法简单易行，但如果溶液中离子浓度很小，很难观察确认 联系已
铁
有知
【教师】评价、肯定。
元 识，回
【学生】方案2：首先利用Fe2+还原性确认是否存在Fe2+ 顾实验
素 活
探究的
的 【教师】追问：如何操作？ 基本方
法和思
【学生1】方法是取少量样品溶液于试管，滴加少量酸性高锰酸钾溶液，如果紫红色
定
路，为
褪色，则溶液中含有Fe2+ ；
性 后续的
【学生2】补充：如果无明显变化，则溶液中不含Fe2+。 实验方
检
案设计
【学生3】板书离子方程式：5Fe2++MnO-+8H+= 5Fe3+ +Mn2++4H O。
验 4 2 做准
【教师】那么。又如何确认是否存在Fe3+呢？ 备。培
养科学
【学生1】方法是取少量样品溶液于试管，滴加几滴几滴KSCN溶液，如果出现血红
探究的
色，则为Fe3+，反之，只含有Fe2+。 学科核
活
心素
【学生2】板书离子方程式：Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN) (红色液体) 。
动 3 养。
【教师】评价、讲解。
动
【问题2】根据Fe2+和Fe3+的检验方法，如何设计实验方案？
二
【教师】分小组讨论，设计出初步实验方案。
、
【学生】展示交流各组实验方案，并互相评价。
探
【教师】投影修改后的实验方案如下：
究
实验步骤 预期实验现象
菠
菜 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
黑 入30 mL蒸馏水浸泡菠菜，半分钟后把 ———
木 烧杯中的菠菜汁过滤后取滤液与试管
耳 中。
） 步骤2：向盛有菠菜汁的试管中滴入几 若不变红则证明菠菜中没有 Fe3+，若变
中 滴KSCN溶液 红，则证明菠菜中有Fe 3+
铁
步骤3：继续向第二步中的菠菜汁中加 第二步中溶液不变红，加氯水后，溶液
元
入几滴氯水（或稀硝酸或双氧水） 变红，则证明菠菜中含有Fe2+，若第二步
素
中溶液变红，加过氯水后红色加深，则
的
证明菠菜中含有Fe 2+，不加深则证明无
定
Fe 2+
性
【学生】完成表格内容，并展示交流。
检
实验步骤 预期实验现象
验
步骤1：把菠菜放在研钵中研碎，然后把研碎的菠菜
方
倒入烧杯中，向烧杯中加入 30 mL 蒸馏水浸泡菠法 菜，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 不变红
步骤3：继续向第二步中的菠菜汁中加入几滴氯水 不变红
（或稀硝酸或双氧水）
实验结论 菠菜中不含易溶于水的
根据信
Fe3+和Fe2+
息，结
【教师】评价、补充完善实验方案。 合已有
知识，
【问题3】查阅资料，菠菜中铁元素的存在检索文献表明,100 g菠菜约含2 mg铁,菠菜
设计实
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 验方
案，并
解度是0.022 g/100 g,属于难溶物，易溶于有机溶剂。同时，草酸亚铁属于弱酸盐，可
对方案
与强酸反应。根据信息，思考该如何改进实验方案？ 进行评
价、修
【学生1】若用乙醇等有机溶剂替代水作浸取液，可以提高草酸亚铁的浸取率。
改和完
【学生2】根据信息，还可以加非氧化性强酸（如盐酸）溶解，增大草酸亚铁的溶解 善。
度等。
【教师】请同学们对上述实验方案的改进进行评价。
【学生1】用乙醇等有机溶剂替代水作浸取液，虽提高草酸亚铁的浸取率，但由于草
酸亚铁难溶于水，可能后续得到的溶液中亚铁离子的浓度仍然较低，现象仍然不明
显。
【学生2】加非氧化性强酸（如盐酸）溶解，可生成可溶性的氯化亚铁，效果会更
好。
【教师】评价、肯定。
【问题4】再查阅资料，草酸亚铁加热易分解为其对应氧化物，同时，菠菜中含有叶
绿素对检验的颜色有一定的干扰，叶绿素是一种不溶于水的物质，熔点为
120~153℃，温度越高，对叶绿素的降解程度越大；PH越低，对叶绿素的破坏性越
大,又该如何改进实验方案？
【学生】将菠菜叶剪碎，放入硬质试管中，隔绝空气加热灼烧直至变成菠菜灰为止，
再加稀硫酸（或盐酸）溶解。
【教师】你能根据信息写出草酸亚铁隔绝空气加热灼烧的后续方程式吗？
【学生】板书：FeC O=====FeO+CO+CO ↑。
2 4 2 实验探
【教师】追问：你认为该方法可行吗？ 究（验
证）预
【学生1】用水溶解时，加热煮沸，既可增大草酸亚铁的溶解度，提高浸取率，又能
测（猜
使部分叶绿素降解，降低菠菜中有色物质对实验的干扰。还可以利用活性炭的吸附性 想），
培养观
去除叶绿素的干扰。
察、分
【学生2】高温灼烧稍好于水煮沸法，能使菠菜中的有机物分解，消除了大部分色素 析、实
验能
对检验的影响，但若用水浸二价铁离子浸出率可能仍然不高，检验现象不理想。若用 力，体
验科学
酸（如盐酸）浸，效果会更好。
研究的
【学生3】先将菠菜叶脱水剪碎，隔绝空气加热灼烧，既可以增大溶解度，提高浸取率，同时又能使其中的草酸亚铁分解成相应氧化物，加酸溶解时，更容易生成可溶性 过程和
方法。
的亚铁盐溶液，检验效果更好。
【教师】评价、肯定。
【问题5】综上，设计改进后的实验方案，完成相关实验，填写表格内容。 拓宽知
识视
【教师】边讲边演示实验后，投影表格、观察巡视。 野，培
养高阶
【学生】完成表格内容，展示交流。
思维。
实验步骤 预期实验现象
步骤1：将一定量（10g）的菠菜叶
剪碎，放入硬质试管中，隔绝空气加 草酸盐铁加热分解为氧化亚铁，氧化亚铁
热灼烧直至变成菠菜灰为止，将菠菜 溶于稀硫酸方可以得到亚铁离子溶液。
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 不变红（不变红则证明菠菜中没有Fe3+）
几滴KSCN溶液
步骤3：继续向步骤2中的菠菜汁中 溶液变红（步骤2中溶液不变红，加氯水
检测与
加入几滴氯水（或稀硝酸或双氧水） 后，溶液变红，则证明菠菜中含有Fe2+）
评价，
通过反
结论 菠菜中有Fe2+，可以补铁，但难溶于水，
馈，发
吸收率并不高。 现问
题，调
【问题6】拓展探究：为什么经灼烧和酸化后亚铁离子没有被氧化成铁离子？你认为 控课
堂，提
在食物补铁过程中要注意哪些问题？
高效
【学生1】菠菜中含有Ｖc和草酸，都具有还原性，可以保护亚铁离子不被氧化。 率。
【学生2】在用食物补铁过程中应不偏食，多吃新鲜蔬菜，烹饪时间不宜太长等。
【学生3】菠菜营养虽丰富，但用它补铁不靠谱，因此要想补铁还是应该选择猪肝、
动物全血、瘦肉等动物性食物或者补贴药物。所谓“菠菜补血”的说法，主要还是在
于菠菜含有丰富的维生素C和叶酸。同时，草酸易与钙离子在人体肾脏中形成结石，
因此不能大量食用菠菜。
【教师】评价、强调：如果出现缺铁性贫血，可以选用补铁剂，不仅含铁量高，而且
其中的铁元素易被人体吸收。
【对应训练1】某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如下图所
示：
现对A、B、C、D做出的如下推断中，不正确的是( )
A．A盐一定是FeCl B．白色沉淀B可能是AgCl
3
C．C中一定含Fe3＋ D．无法确定A中是否含有Fe2＋【答案】A
【解析】A加入稀硝酸酸化的AgNO，B出现白色沉淀，白色沉淀为AgCl沉淀，证
3
明A盐溶液中含有Cl-，C中加入KSCN溶液，溶液变红，证明C溶液中含有Fe3+，
Fe3+有可能是A盐中含有的离子，也有可能是A中含有的Fe2+被硝酸氧化成Fe3+，所
以A盐有可能是FeCl ，也有可能是FeCl ，故A错误。
3 2
故答案为A。
【对应训练2】某矿石样品中可能含铁的氧化物，为确定其成分，进行如下操作：下
列有关说法正确的是（ ）
矿石样品 溶液甲 溶液乙
A．向溶液乙中滴加KSCN溶液，溶液颜色变红，则原矿石样品中存在Fe3+
B．向溶液甲中滴加KSCN溶液，溶液颜色变红，则原矿石样品中存在Fe3+
C．向溶液乙中滴加几滴氢氧化钠溶液，一定出现红褐色沉淀
D．该矿石一定为赤铁矿
【答案】B
【解析】A．向溶液乙中滴加KSCN溶液，溶液颜色变红，证明滤液乙中存在Fe3+，
但由于在溶液甲中加入了氯气，Cl 具有强氧化性，能够将Fe2+氧化产生Fe3+，因此无
2
法证明原矿石样品中存在Fe3+，A错误； B．向溶液甲中滴加KSCN溶液，溶液颜色
变红，说明滤液甲中存在Fe3+，则原矿石样品中存在+3价的Fe3+，B正确； C．根据
选项A分析可知滤液乙中不一定含有Fe3+，所以加入氢氧化钠溶液后不一定会出现红
褐色Fe(OH) 沉淀，C错误； D．题中信息和反应流程都无法确定矿石的成分，只能
3
确定其中含有+3价的Fe3+，D错误；故合理选项是B。
【过渡】食品中铁元素的测定除定性测定外，还可以进行定量测定。
【问题1】结合铁在菠菜中的存在形式，思考如何设计实验测定菠菜中铁元素的质
联系已
有知
量？
识，设
活
【学生】可以用氢氧化钠沉淀法：菠菜提取液Fe2+ Fe3+ Fe(OH) 计定量
3
测定的
（测质量）
实验方
【教师】评价、肯定，投影表格。 案，培
养科学
【学生】完成表格内容、展示交流：
探究与
实验步骤 实验现象及原理分析 创新意
识的学
步骤1：将一定量（10g）的菠菜 科核心
素养。
叶剪碎，放入硬质试管中，隔绝 得到澄清滤液。草酸盐铁加热分解为氧化亚铁，
空气加热灼烧直至变成菠菜灰为 氧化亚铁溶于稀硫酸方可以得到亚铁离子溶液。
活
止，将菠菜灰转移到烧杯中加稀
活
硫酸溶解并过滤，将滤液加入活
动
性炭去除颜色干扰后再过滤。
一
、
步骤2：向步骤1得到的澄清滤 溶液由浅绿色变为黄色。溶液中的 Fe2+被氯水
测
液中加入足量的氯水（或双氧 （或双氧水）氧化成Fe3+ ：2Fe2++Cl=2Fe3++2Cl-
2
定
水），观察现象。
铁元 步骤3：继续向第二步中的溶液 生成红褐色沉淀。Fe3++3OH-=Fe(OH) ↓
3
素 中加入足量NaOH溶液，观察现 对实验
的 象。 方案进
行评
质 步骤4：过滤、洗涤、干燥、称 称量最后得到固体的质量为 m,根据质量守恒计 价、修
量 改，形
量、计算。 算铁元素的含量：Fe(OH) ⁓Fe，Fe%=[（56m/
3 成优化
环
107）g/10g]×100% 的实验
节
方案。
三 【教师】评价、讲解。
、
【问题2】该实验方案还有哪些不足？应该如何改进？
铁
元 【学生1】由于弱碱Fe(OH) 3 具有不稳定性，在干燥或烘干过程中会分解，造成实验
素 检测与
误差.。
的 评价，
定 【学生2】若测量氧化铁的质量会更准确。Fe(OH) Fe O⁓Fe 通过反
3 2 3
量 馈，发
测 【教师】评价、肯定。 现问
定 题，提
【对应训练1】一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可
高效
以看到黑色粉末，部分已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几
率。
滴氯水，再滴加KSCN溶液，溶液立即变为红色。下列说法不正确的是（ ）
A．小袋中原来装有氧化铁 B．小袋中原来装有铁粉
C．该黑色粉末不可食用 D．该黑色粉末做抗氧化剂
【答案】A
【解析】从题中信息“滴入几滴氰水，再滴加KSCN溶液，溶液立即变为红色”判
断，该黑色粉末中含有铁元素。但由于先加入了氯水，故不能确定其一定含Fe3+，A
项错误；该黑色粉末为还原铁粉，做抗氧化剂，防止高档茶叶、点心等食品变质，
B、C、D项正确；故答案选A。
【对应训练2】下列有关说法正确的是（ ）
A．厨房可用食醋除水垢，食醋的作用是作氧化剂
B．某食品包装袋内装有一包铁粉，它的主要作用是作干燥剂
C．病人补铁(Fe2+)的同时需补维生素C，维生素C的作用是作还原剂
D．疫情期间常用酒精对物品和手部进行消毒，乙醇的作用是作氧化剂
【答案】C
【解析】A．厨房可食醋除水垢，没有元素化合价变化，属于非氧化还原反应，故A
错误；B．某食品包装袋内装有一包铁粉，它的主要作用是防止食品氧化变质，故B
错误；C．病人补铁(Fe2+)的同时需补维生素C，维生素C能防止Fe2+被氧化为
Fe3+，作用是作还原剂，故C正确；D．酒精没有氧化性，其杀菌消毒的原理是使蛋
白质脱水变性凝固而失去活性，从而达到杀菌消毒的效果，故D错误；选C。
活【过渡】定量测定菠菜中铁元素含量除测定铁元素的质量外，还可以通过其它方法间
接测定铁元素的含量。
【问题1】结合所学知识，思考测定菠菜（黑木耳）中铁元素的含量还可以有哪些方
法？
【学生】可利用高锰酸钾与Fe2+按照特定比例发生氧化还原反应（滴定法），计算 拓展思
维，培
Fe2+的量，5Fe2++MnO
4
-+8H+=5Fe3++Mn2++4H
2
O（测体积）。
养多角
度思考
【教师】引导、投影表格、观察巡视。【学生】完成表格内容、展示交流： 问题的
能力，
实验步骤 实验现象及原理分析
形成定
量测定
步骤1：将一定量（10g）的 得到澄清滤液的体积为VmL。草酸盐铁加热分
铁元素
活
菠菜叶剪碎，放入硬质试管中， 解为氧化亚铁，氧化亚铁溶于稀硫酸方可以得 的模
活 型。
隔绝空气加热灼烧直至变成菠菜 到亚铁离子溶液。
动
灰为止，将菠菜灰转移到烧杯中
二
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
测
滤。
定
步骤2：用量筒量取步骤 1 溶液完全变为浅绿色。防止部分Fe2+ 被氧化成
铁
得到的澄清滤液VmL 并加入足 Fe3+：2Fe3++Cu=2Fe2++2Zn2+
1
元
量的铜粉（或其它还原剂），过
素
滤，观察现象。
含
步骤 3：用浓度为 c 的标准 当滴入最后一滴KMnO 溶液，溶液有浅绿色变
量 4
创设问
的 KMnO 4 溶液对步骤2得到的溶液 为红色，且半分钟不变色，消耗KMnO 4 溶液的
题情
其 进行滴定，观察现象，记录数 体积为V 2 mL。 境，深
度理解
它 据。
实验原
方 步骤4：记录消耗标准KMnO 溶 根 据 5Fe2++MnO-+8H+=5Fe3++Mn2++4H O 可 理，证
4 4 2
据推理
法 液的体积，计算铁元素的含量。 知 ： 5/c V=1/cV ， 则 Fe%=[(c V×10-3×56g/
x 1 2 x 的学科
mol)/10g)]×100%. 核心素
养。
【教师】评价、讲解。
【问题2】探究：步骤2中加入足量铜粉（或其它还原剂）的目的是什么？要注意什
么问题？
【学生1】防止部分Fe2+被空气中的氧气氧化为Fe3+，而Fe3+不与KMnO 溶液反应，
4
会产生实验误差；
【学生2】加入的过量还原剂如果留在溶液中会与KMnO 溶液反应，则需要除去，
4
且还原剂生成的产物不能与KMnO 溶液反应。如不能加还原剂铁粉、锌粉等。
4
【教师】评价、强调：利用沉淀反应或滴定反应沉淀食品中铁元素的含量，可能会有
其它沉淀或其它还原性杂质干扰，所以还可以用比色法测定：提取菠菜浸取液→加氯
水（或双氧水）→配制不同浓度的铁离子的硫氰化钾溶液→显色后用色度计测量→原
理（浓度越大，颜色越深，数值越大）→绘制标准曲线→求酸铁离子浓度（测浓
度）。此外，食品安全局用原子发射光谱法测定。
检测与
评价，
【对应训练1】某学生在学习了检验食品中的铁元素后，设想在课外研究测定某补血
发现问
剂中铁元素(+2价)含量，其设计实验流程如下：
题，调
控课堂，提
高效
率。
下列说法不正确的是（ ）
A．步骤②时以用新制氯水替代HO
2 2
B．步骤①需要在研钵中研磨，研磨时研杵应保持垂直
C．取步骤②操作后的溶液，滴加几滴KSCN溶液可检验补血剂是否己因氧化变质
D．每片补血剂中铁元素的质量为0.07wg
【答案】C
【解析】将补血剂研细，向药片中加入稀硫酸，然后过滤分离滤液和不溶性物质，向
滤液中加入双氧水，将Fe2+氧化为Fe3+，向溶液中加入过量氨水溶液得到氢氧化铁沉
淀，将红褐色沉淀灼烧得到红棕色固体Fe O，以此来解答。A．双氧水的作用为将
2 3
Fe2+氧化为Fe3+，氯水也可以Fe2+氧化为Fe3+，故可以用新制氯水替代HO，A正
2 2
确；B．步骤①将补血剂研细，需要在研钵中研磨，进行研磨操作时，研钵应放在不
易滑动的物体上，研杵应保持垂直，B正确；C．步骤②操作后的溶液中一定含铁离
子，滴加几滴KSCN溶液不能检验补血剂是否已因氧化变质，应检验②之前的滤液是
否含铁离子证明，C错误；D．wg为Fe O，由Fe元素守恒可知，每片补血剂中铁元
2 3
素的质量为w×112/（106×10 =0.07wg，D正确；综上所述答案为C。
【对应训练2】中医药典记载木耳具有“和血养营”功效（治疗贫血症的功效）。项
目小组设计并通过下列实验流程检测木耳中是否含有铁元素。
（1）“灼烧”所使用的容器是 ____ _ 。“灼烧”时，木耳中的有机质先逐步
碳化，后逐步氧化为CO和CO。“灼烧”过程中铁元素可能存在的化合价形态有
2
。
（2）“酸浸”时，氧化铁和盐酸反应的化学方程式为
。加入氯水时发生的离子反应方程式是
。
（3）“检测”步骤的实验过程为
。检测铁离子的化学反应方程式为
。
【答案】坩埚 +2 和+3 Fe O+6HCl==2FeCl +3H O 2Fe2++Cl==2Fe3++2Cl-
2 3 3 2 2
取少量过滤后所得的滤液，向其中滴加少量的硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则
可证明干木耳中含有铁元素，否则不含铁元素 FeCl +3KSCN==3KCl+Fe(SCN)
3 3
【解析】由实验流程可知，干木耳经粉碎、灼烧后，再经盐酸酸浸、氯水氧化，过滤
后可得滤液，滤液中含有氯化铁，最后在滤液中检验铁离子。
（1）实验室中灼烧固体通常在坩埚中进行，因此，“灼烧”所使用的容器是坩埚。
“灼烧”时，木耳中的有机质先逐步碳化，后逐步氧化为 CO和CO 。铁在化合物中
2
的常见价态有+2和+3，因此，“灼烧”过程中铁元素可能存在的化合价形态有+2和
+3。
（2）“酸浸”时，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，该反应的化学方程式为
Fe O+6HCl=2FeCl +3H O。加入氯水时，Fe2+被其氧化为Fe3+，发生反应的离子反应
2 3 3 2
方程式是2Fe2++Cl=2Fe3++2Cl-。
2（3）实验室通常用硫氰化钾溶液检验Fe3+，“检测”步骤的实验过程为：取少量过
滤后所得的滤液，向其中滴加少量的硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则可证明干
木耳中含有铁元素，否则不含铁元素。检测铁离子的化学反应方程式为
FeCl +3KSCN==3KCl+Fe(SCN) 。
3 3
1．市场上销售的食品包装有多种方式，其中一种为真空包装，如香肠、盐水
鸭、月饼等食品，抽出包装袋内空气并放入一小包铁粉，那么其中铁粉主要表现的性
质是( )
A．氧化性 B．还原性
C．碱性 D．酸性
【答案】B
【解析】包装袋内放入的铁粉与空气中的氧气反应，防止食品被氧化，起到还原
剂的作用。
2．在医药生产工业上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸
铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO -。为检验所得产品中是否含有
3
Fe2+，应使用的试剂为（ ）
A．氯水 B．KSCN溶液
C．NaOH溶液 D．酸性KMnO 溶液
4
【答案】D
【解析】A．氯水可以氧化亚铁离子为铁离子，溶液颜色变化不明显，不能检验
亚铁离子，故A不符合题意；B．KSCN溶液和亚铁离子不反应，无现象发生，故B
不符合题意；C．NaOH溶液加入和铁离子反应生成红褐色沉淀不能检验是否存在亚
铁离子，故C不符合题意；D．酸性KMnO4溶液与亚铁离子发生氧化还原反应，从
而使高锰酸钾溶液褪色，故D符合题意；故答案为：D。
3．下列关于铁元素的化合物描述错误的项目数是（ ） 及时巩
固、消
铁元素价 化所
代表物 类别 部分性质描述 学，促
态
进掌握
必备知
氧化 识，评
Fe O +1价 具有磁性的黑色晶体
3 4 价教学
物
效果，
为后期
白色，在空气中迅速变成灰绿色最终变成红褐
优化教
Fe(OH) 碱 +2价
2
色 学方案
提供依
环
据，培
节 Fe(OH) 碱 +3价 红褐色，对热很稳定
3 养分析
四
问题和
、
解决问
课 FeCl 盐 +3价 FeCl 溶液中的Fe3+能被Mg还原成Fe2+
3 3 题等关
后
作 键能
巩
业 A．1项 B．2项 C．3项 D．4项 力。
固
设
【答案】B
计
【解析】四氧化三铁中铁元素化合价既有+2价又有+3价，四氧化三铁铁元素化
合价描述错误；氢氧化铁受热易分解生成氧化铁和水，氢氧化铁的部分性质描述错误；共有2项错误，答案选B。
4．氯酸镁[Mg(ClO )]常做催熟剂、除草剂等。实验室利用卤块(主要成分为
3
MgCl •6H O，含有MgSO 、FeCl 等杂质)制备少量Mg(ClO) 的工艺流程如图：
2 2 4 2 3 2
部分氢氧化物开始沉淀及沉淀完全的pH如表所示：
氢氧化物 Fe(OH) Fe(OH) Mg(OH)
3 2 2
开始沉淀的pH 1.5 6.5 8.9
沉淀完全的pH 3.2 9.7 10.9
下列说法正确的是（ ）
A．反应I的离子方程式为MnO -+5Fe2++4H O=Mn2++5Fe3++8OH-
4 2
B．反应II后溶液中大量存在的离子是Mg2+、Ba2+、Fe3+、SO 2-、Cl-
4
C．调pH时应控制溶液的pH在1.5~3.2
D．反应III属于复分解反应，能够发生的原因是因为生成溶解度相对较小的
Mg(ClO)
3 2
【答案】D
【解析】卤块(主要成分为MgCl •6H O，含有MgSO 、FeCl 等杂质)，加入高锰
2 2 4 2
酸钾之后，亚铁离子可以被氧化为三价铁离子，再向混合物中加入氯化钡溶液，可以
将硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀；加入氧化镁，调节pH，可以促进铁离子的水解，
将铁离子转化为氢氧化铁而除去，过滤，得到的滤液是氯化镁溶液，向滤液中加入饱
和氯酸钠溶液析出Mg (ClO ) ，说明相同温度下Mg (ClO ) 溶解度较小，以此解
3 2 3 2
题。A．反应环境为酸性环境，故离子方程式为：MnO -+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3+
4
+4H O，A错误；B．钡离子和硫酸根离子会生成硫酸钡沉淀，不能大量共存，B错
2
误；C．由分析可知，调节pH的目的是为了让三价铁形成沉淀，同时镁离子不沉
淀，根据表格中的数据可知，pH应该在3.2~8.9，C错误；D．过滤后溶液主要存在
的金属阳离子是镁离子，根据流程图可知，镁离子和氯酸根离子反应生成氯酸镁沉
淀，属于复分解反应，就是因为氯酸镁难溶于水，D正确；故选D。
5．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KMnO 溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是无色的Mn2＋。
4
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 (填序号)。
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
＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4HO
2
(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】(1)不溶性固体和液体的分离可采用过滤的方法，因此步骤②得到滤液A
的操作是过滤。
(2)一般用KSCN溶液检验铁离子，实验现象是溶液显红色，则步骤④检验 Fe3＋
所用试剂是KSCN溶液。
(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) ；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
2
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，但引入了铁元
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。(5)酸性高锰酸钾溶液与亚铁离子反应生成铁离子、锰离子和水，则步骤⑦中观
察到的实验现象是酸性高锰酸钾溶液紫色褪去，反应的离子方程式是5Fe2＋＋MnO＋
8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4HO。
2
(6)由于黑木耳中含有其他还原性物质，如维生素C，导致消耗高锰酸钾溶液的
体积增加，所以测得含铁量远大于实际的含量。
6．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？ 。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＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－
2
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)
3
(2)少量的Fe2＋转化为Fe3＋ 4FeCl ＋O＋4HCl===4FeCl ＋2HO (3)不合理 猜
2 2 3 2
想：Fe(SCN) 中的SCN－被过量的氯水氧化；设计的实验为在褪色后的溶液中加入
3
FeCl 溶液，不变红色(或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液，变红色)
3
【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用于检验三价铁离子，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＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－；铁离子与硫氰根离子结
2
合生成硫氰化铁，离子方程式为：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN) 。
3
(2)Fe3＋遇KSCN溶液变红色，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 4FeCl ＋4HCl＋
2
O===4FeCl ＋2HO。
2 3 2
(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FeCl 溶液，不变红色(或取少量褪色后
3
的溶液，加入KSCN溶液，变红色)。
课堂
总结
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
专题2 检验食品中的铁元素
一、菠菜中铁元素的定性检验
提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流
板书
二、菠菜中铁元素的定量测定
设计
1.沉淀法—测质量：Fe2+→Fe3+→Fe(OH) →Fe O
3 2 3
2.滴定法—测体积：5Fe2+→KMnO
4
3.比色法—测浓度
4.原子光谱法
本课时从铁元素对人体的重要性入手，列举生活中常见富含铁的食品，并指出缺铁可能对人
体造成的危害及如何补铁等问题导入新课，可大大激发学生的学习兴趣和探究欲望。在此基础
上提出以富含铁的食品（菠菜）为例如何检测其中含有铁元素等探究性问题，再结合已有铁及
其化合物的性质及检验等知识进行猜想假设、设计实验方案，讨论交流、改进实验方案、开展
实验验证、得出实验结论过程完成教学任务，达成教学目标。学生在教师不断创设的问题情境
中积极思考、设计方案、分享交流、优化方案、实操验证、收获成果。学生不仅能充分体验科
教学
学探究的过程与方法，还培养了学生提出问题、分析问题和解决问题及实验设计、实验操作等
反思 关键能力，有效落实了“科学探究、创新意识、社会责任”等学科核心素养。
