《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修2人教版》

2. 下列关于补铁剂中铁元素的价态探究实验说法正确的是(C)

A.可在中性条件下，用$KSCN$溶液检验补铁剂是否含有${Fe^{3+}}$
B.将补铁剂溶解在水中，加入酸性${KMnO_{4}}$溶液，溶液褪色可证明补铁剂中含有${Fe^{2+}}$
C.将补铁剂溶解在浓盐酸中并稀释至$pH = 5$，加入邻二氮菲，溶液变为橙红色可证明补铁剂中含有${Fe^{2+}}$
D.将补铁剂溶解在水中，加入${K_{3}[Fe(CN)_{6}]}$生成蓝色沉淀，可证明补铁剂中含有${Fe^{3+}}$

答案： 2.C 铁离子在溶液中发生水解反应使溶液呈酸性，中性溶液中铁离子会完全水解生成氢氧化铁沉淀，所以在中性条件下，用$ KSCN$溶液不能检验补铁剂是否含有$ Fe^{3+}$，故A错误；因为补铁剂中可能含有其他还原性物质，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以将补铁剂溶解在水中，加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色不能证明补铁剂中含有亚铁离子，故B错误；若补铁剂溶液$ pH$过小，氢离子与邻二氮菲中的氮原子形成配位键影响亚铁离子检验，溶液$ pH$过大，亚铁离子会与氢氧根离子生成氢氧化亚铁沉淀影响亚铁离子检验，所以检验亚铁离子时应将补铁剂溶解在浓盐酸中并稀释至$ pH=5$，排除溶液$ pH$对亚铁离子检验的干扰，若向$ pH=5$的溶液中加入邻二氮菲，溶液变为橙红色说明补铁剂中含有亚铁离子，故C正确；将补铁剂溶解在水中，加入铁氰化钾溶液，溶液中有蓝色沉淀生成说明补铁剂中含有亚铁离子，故D错误。

3. 实验室测定铁的含量可用配位剂邻二氮菲($\boldsymbol{{}}$)，它遇${Fe^{2+}}$形成橙红色配合物，结构如图，下列说法不正确的是(C)



A.邻二氮菲中$C$和$N$均采用${sp^{2}}$杂化
B.该橙红色配离子中配位数为6
C.铁与氮之间的化学键为离子键
D.邻二氮菲中所有原子共平面

答案： 3.C 铁与氮之间的化学键为配位键。

4. 铁元素是人体必需的微量元素之一。口服补铁剂可治疗缺铁性贫血。其中多糖铁无论是吸收效果、口味还是副作用方面都比传统补铁剂更优秀。某实验小组为研究多糖铁中铁元素的价态及其含量，设计并进行了如下实验：
【实验一】 检验该补铁剂中铁元素的价态
Ⅰ. 猜想与假设
同学甲：多糖铁中铁元素价态均为+2价；
同学乙：多糖铁中铁元素价态均为+3价。
(1) 同学丙认为甲、乙猜测均不准确，他认为多糖铁中铁元素价态可能为+2价和+3价（或既有+2价又有+3价）。
Ⅱ. 查阅资料
①多糖铁的化学式为(C6​H10​O5​)n​Fe，溶于盐酸时产生含铁元素的离子；
②人体内血红蛋白中铁元素化合价为+2价；
③K3​[Fe(CN)6​]遇Fe2+会产生蓝色沉淀。
Ⅲ. 实验方案设计
可选用试剂：盐酸、酸性KMnO4​溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、K3​[Fe(CN)6​]溶液。

(2)试剂A为__；试剂B为__。
(3) 现象1为__。
Ⅳ. 结果与讨论：多糖铁中铁元素的价态为+3价
(4) 多糖铁与维生素C同时服用效果更好，试分析维生素C在这一过程中的作用__。
(5) 有同学表示多糖铁在生产的过程中不能使用铜制容器，请用离子反应方程式说明原因：__。
【实验二】 测量该多糖铁补铁剂中铁元素的含量

(6) 请写出沉淀2转化成红棕色固体的化学方程式：__。
(7) 多糖铁补铁剂中铁元素的质量分数为__（用a和m表示）。

答案： 4.答案：
(1)$+2$价、$+3$价
(2)盐酸 $ K_3[ Fe(CN)_6]$溶液
(3)溶液出现红色
(4)将$ Fe^{3+}$还原为$ Fe^{2+}$
(5)$2 Fe^{3+} + Cu = 2 Fe^{2+} + Cu^{2+}$
(6)$2 Fe(OH)_3 \xlongequal{\triangle} Fe_2 O_3 + 3 H_2 O$
(7)$\frac{7a}{10m}×100\%$
解析：
(1)同学丙认为甲、乙猜测均不准确，他认为多糖铁中铁元素价态可能为$+2$价、$+3$价。
(2)由图分析可知试剂A为盐酸，溶解多糖铁。试剂B为铁氰化钾溶液，检验亚铁离子。
(3)加入$ KSCN$溶液变为红色，证明有铁离子。
(4)维生素C将$ Fe^{3+}$还原为$ Fe^{2+}$。
(5)铜制容器与$ Fe^{3+}$发生反应，离子方程式为$2 Fe^{3+} + Cu = 2 Fe^{2+} + Cu^{2+}$。
(6)氢氧化铁转化成三氧化二铁固体的化学方程式：$2 Fe(OH)_3 \xlongequal{\triangle} Fe_2 O_3 + 3 H_2 O$。
(7)$m\ g$多糖铁补铁剂经处理后反应产生$ Fe_2 O_3$的质量是$a\ g$，则三氧化二铁的物质的量为$\frac{a}{160}\ mol$，则$n( Fe) = 2n( Fe_2 O_3) = \frac{a}{80}\ mol$，铁元素的质量分数为$\frac{\frac{a}{80}\ mol×56\ g/mol}{m\ g}×100\%$，化简为$\frac{7a}{10m}×100\%$。