备考2025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

素养：定性、定量分析——食品、蔬菜、药品中铁元素的检验及含量测定命题特点：从定量、定性试验视角考查Fe2＋、Fe3＋的检验、含量计算。（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）定性检验常依据溶液颜色和生成沉淀颜色来确定。试验探究：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）预料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）试验方案（3）试验操作、现象及结论方案一：试验操作试验现象试验结论加入KSCN溶液，溶液颜色无变更；再加入少量氯水后，溶液变为红色含有Fe2＋，不含Fe3＋方案二：试验操作试验现象试验结论不变红色不含Fe3＋紫红色褪去含Fe2＋（4）试验结论分析经过试验验证，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.某爱好小组进行某补血剂中铁元素含量测定的试验流程如下：下列说法不正确的是（D）A.步骤①研磨时研杵应保持垂直，当心压碎或研磨试样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0.7Wg解析步骤①研磨时研杵应保持垂直，当心压碎或研磨试样，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；Wg固体中m（Fe）＝112160×Wg＝0.7Wg，则每片补血剂中铁元素的质量为0.07Wg，D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“探讨与实践”栏目，在“检验食品中的铁元素”的探讨与实践中设置了菠菜中铁元素的检测。某试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。试验如下：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，解除对Fe2＋检验的干扰。（2）操作i中所用到的分别仪器的名称为分液漏斗。（3）溶液A中未能检测出Fe2＋的可能缘由是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，溶液紫色消逝，因此得出结论，溶液B中含有Fe2＋。乙同学认为甲同学的试验方法不严谨，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xmg/100g表示，即每100g菠菜中含铁元素的量是xmg。Fe2＋可以通过用KMnO4标准溶液滴定的方法来测定，精确称取500g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250mL容量瓶中并定容；从中取出25.00mL待测液置于锥形瓶中，再用2.000×10－4mol/LKMnO4标准溶液进行滴定，当滴入20.00mLKMnO4标准溶液时恰好完全反应。菠菜中铁元素的含量为2.24mg/100g。（结果保留3位有效数字）解析（1）CCl4作萃取剂，萃取有机色素，解除对Fe2＋检验的干扰。（2）操作i用来分别互不相溶的液体，分液操作所用到的分别仪器是分液漏斗。（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溶液紫色消逝，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25.00mL待测液中含nmolFe25Fe2＋～KMnO451nmol2.000×10－4mol/L×20.00×10－3L＝4×10－6mol5nmol＝14×10－6mol，解得n＝2×10－5，则250mL待测液中含Fe2＋的物质的量为2×10－5mol×10＝2×10－4mol，m（Fe2＋）＝2×10－4mol×56g/mol＝1.12×10－2g3.[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，设计并进行了如下试验：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缘由是溶液中的＋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洁的试验加以验证（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；设计试验：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