Question

20．某研究性學(xué)習(xí)小組對蘋果“生銹”（新切開的蘋果表面顏色逐漸變深）的原因進(jìn)行探討（注：題中所述顏色變化均已做過對比實(shí)驗(yàn)，不會(huì)因試劑本身而產(chǎn)生干擾）．
[查閱資料]鮮蘋果中營養(yǎng)物質(zhì)的含量（mg/100g）：蛋白質(zhì)200-400，鐵0.1-0.3，總糖1300-1500，并含有多酚及黃酮類天然化學(xué)抗氧化物質(zhì)．
[提出假設(shè)]蘋果“生銹”的可能原因：
假設(shè)1：由所含鐵元素被氧化生成鐵的氧化物或氫氧化物而形成；
假設(shè)2：由所含多酚被氧化而形成：
假設(shè)3：可能由所含鐵元素和所含多酚被氧化共同形成．
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè)]

取所得蘋果汁進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
（1）經(jīng)測定，鮮蘋果汁的pH為3.48．
（2）觀察，蘋果汁呈黃色，加入少許某不能與鹽酸反應(yīng)的黑色顆粒，果汁的顏色明顯變淺．將果汁分為4份分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)．
（3）第一份滴加少許KSCN溶液，未見紅色，加入適量H₂O₂，仍未見紅色，充分加熱，液體的顏色反而變?yōu)闊o色，同時(shí)有氣泡產(chǎn)生，再滴入少許FeCl₂溶液，液體變?yōu)榧t色．
（4）第二份滴加足量溴水，有少量沉淀生成，靜置后，傾出上層液體，固體經(jīng)洗滌后成白色，在傾出的上層液體中滴加少許KSCN溶液，也未見紅色，再滴入少許CCl₄充分振蕩后，靜置，下層液體呈棕黃色．
（5）第三份加入少許稀HNO₃，充分加熱，試管中出現(xiàn)紅棕色氣體，液體的顏色明顯變深，放置一段時(shí)間后，液體的顏色逐漸變淺，但仍比加入HNO₃前深，再滴加少許KSCN溶液，液體變?yōu)榧t色．
（6）配制相同體積的與（5）中放置一段時(shí)間后的液體顏色相近的FeCl₃溶液，滴加與（5）中等量的KSCN溶液，溶液的紅色比（5）中明顯深許多．另取一只蘋果，灼燒成灰，加入稀HCl充分?jǐn)嚢韬�，取所得液體，滴入KSCN溶液，液體變?yōu)榧t色．
完成下列問題：
（1）假設(shè)3：可能由所含鐵元素和所含多酚被氧化共同形成；
（2）完成操作1所用儀器的名稱是研缽，經(jīng)操作2后，所得蘋果汁仍很渾濁，所作的處理是重復(fù)過濾，測定鮮蘋果汁pH時(shí)所用的儀器或用品是pH計(jì)；
（3）處理蘋果汁時(shí)所加的黑色顆�？赡苁腔钚蕴�；
（4）實(shí)驗(yàn)（3）體現(xiàn)了H₂O₂的哪些性質(zhì)（要求寫兩點(diǎn)）強(qiáng)氧化性（或漂白性）、不穩(wěn)定性；
（5）通過實(shí)驗(yàn)（4）可推測，蘋果中含有哪類物質(zhì)多酚；實(shí)驗(yàn)中設(shè)置加入CCl₄的目的是證明加入的Br₂已經(jīng)足量；
（6）對比實(shí)驗(yàn)（3）和實(shí)驗(yàn)（5），你能得出的結(jié)論是硝酸的氧化性強(qiáng)于過氧化氫；對比實(shí)驗(yàn)（5）和實(shí)驗(yàn)（6），說明蘋果汁中所含的營養(yǎng)物質(zhì)是蛋白質(zhì)；
（7）實(shí)驗(yàn)（5）中試管中出現(xiàn)紅棕色氣體的可能原因是（要求寫兩點(diǎn)）硝酸分解生成二氧化氮、稀硝酸被蘋果中還原性物質(zhì)還原為NO，NO與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮；
（8）通過實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為蘋果中的“鐵”以何種形式存在蘋果中Fe與有機(jī)物結(jié)合在一起．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)假設(shè)1、2可知，可能由所含鐵元素和所含多酚被氧化共同形成；
（2）操作1是將固體研碎，需要用到研缽；操作2是將不同的固體與液體分離，應(yīng)采取過濾操作，過濾后的濾液渾濁需要重復(fù)過濾；測定鮮蘋果汁的pH為3.48，所用的儀器或用品是pH計(jì)；
（3）加入少許某不能與鹽酸反應(yīng)的黑色顆粒，果汁的顏色明顯變淺，該黑色物質(zhì)具有吸附有色物質(zhì)；
（4）實(shí)驗(yàn)（3）中加入少許KSCN溶液，未見紅色，蘋果汁中沒有Fe³⁺，再加入適量H₂O₂，仍未見紅色，充分加熱，液體的顏色反而變?yōu)闊o色，同時(shí)有氣泡產(chǎn)生，過氧化氫有強(qiáng)氧化性，將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)，同時(shí)過氧化氫不穩(wěn)定，可以分解生成水與氧氣．再滴入少許FeCl₂溶液，液體變?yōu)榧t色，F(xiàn)e²⁺被過氧化氫氧化為Fe³⁺，對比說明蘋果汁中沒有Fe²⁺；
（5）實(shí)驗(yàn)（4）第二份滴加足量溴水，得到白色沉淀，說明蘋果汁中含有多酚類物質(zhì)，上層液體中滴加少許KSCN溶液，也未見紅色，說明蘋果汁中沒有Fe³⁺，滴入少許CCl₄萃取溶液中的溴，證明溴水足量；
（6）實(shí)驗(yàn)（5）中第三份加入少許稀HNO₃，充分加熱，放置一段時(shí)間后，液體的顏色逐漸變淺，但仍比加入HNO₃前深，再滴加少許KSCN溶液，液體變?yōu)榧t色，溶液中含有Fe³⁺，說明硝酸可以將蘋果中的“Fe”氧化為Fe³⁺，與（3）中實(shí)驗(yàn)相比，過氧化氫不能將蘋果中的“Fe”氧化為Fe³⁺；
加入的少許硝酸先將蘋果中的“Fe”氧化為Fe³⁺，而后Fe³⁺又氧化多酚等物質(zhì)，液體的顏色逐漸變淺，結(jié)合實(shí)驗(yàn)（6）中可知，蘋果中Fe與有機(jī)物結(jié)合在一起，而糖只含有C、H、O三種元素，可以說明營養(yǎng)物質(zhì)是蛋白質(zhì)；
（7）第三份加入少許稀HNO₃，充分加熱，試管中出現(xiàn)紅棕色氣體，該紅棕色氣體為二氧化氮，可能是硝酸分解生成二氧化氮，也可能是稀硝酸蘋果中還原性物質(zhì)還原為NO，NO與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮；
（8）由上述分析可知，蘋果汁中沒有Fe²、Fe³⁺，則另取一只蘋果，灼燒成灰，加入稀HCl充分?jǐn)嚢韬�，取所得液體，滴入KSCN溶液，液體變?yōu)榧t色，說明所得溶液中含有Fe³⁺，可知蘋果中“Fe”與有機(jī)物結(jié)合在一起．

解答 解：（1）根據(jù)假設(shè)1、2可知，假設(shè)3應(yīng)為：可能由所含鐵元素和所含多酚被氧化共同形成，
故答案為：可能由所含鐵元素和所含多酚被氧化共同形成；
（2）操作1是將固體研碎，需要用到研缽；操作2是將不同的固體與液體分離，應(yīng)采取過濾操作，所得蘋果汁仍很渾濁，需要重復(fù)過濾；測定鮮蘋果汁的pH為3.48，所用的儀器或用品是pH計(jì)，
故答案為：研缽；重復(fù)過濾；pH計(jì)；
（3）蘋果汁呈黃色，加入少許某不能與鹽酸反應(yīng)的黑色顆粒，果汁的顏色明顯變淺，該黑色物質(zhì)具有吸附有色物質(zhì)，可能為活性炭，
故答案為：活性炭；
（4）實(shí)驗(yàn)（3）中加入少許KSCN溶液，未見紅色，蘋果汁中沒有Fe³⁺，再加入適量H₂O₂，仍未見紅色，充分加熱，液體的顏色反而變?yōu)闊o色，同時(shí)有氣泡產(chǎn)生，再滴入少許FeCl₂溶液，液體變?yōu)榧t色，F(xiàn)e²⁺被過氧化氫氧化為Fe³⁺，對比說明蘋果汁中沒有Fe²⁺，過氧化氫有強(qiáng)氧化性，將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)，液體的顏色反而變?yōu)闊o色，同時(shí)過氧化氫不穩(wěn)定，可以分解生成水與氧氣，體現(xiàn)了H₂O₂：強(qiáng)氧化性（或漂白性）、不穩(wěn)定性；
故答案為：強(qiáng)氧化性（或漂白性）；不穩(wěn)定性；
（5）實(shí)驗(yàn)（4）第二份滴加足量溴水，有少量沉淀生成，靜置后，傾出上層液體，固體經(jīng)洗滌后成白色，說明蘋果汁中含有多酚類物質(zhì)，在傾出的上層液體中滴加少許KSCN溶液，也未見紅色，蘋果汁中沒有Fe³⁺，再滴入少許CCl₄充分振蕩后，靜置，下層液體呈棕黃色，萃取溶液中的溴，證明加入的溴水是過量的，進(jìn)一步說明蘋果汁中沒有Fe³⁺，
故答案為：多酚；證明加入的Br₂已經(jīng)足量；
（6）實(shí)驗(yàn)（5）中第三份加入少許稀HNO₃，充分加熱，放置一段時(shí)間后，液體的顏色逐漸變淺，但仍比加入HNO₃前深，再滴加少許KSCN溶液，液體變?yōu)榧t色，溶液中含有Fe³⁺，說明硝酸可以將蘋果中的“Fe”氧化為Fe³⁺，與（3）中實(shí)驗(yàn)相比，過氧化氫不能將蘋果中的“Fe”氧化為Fe³⁺，說明硝酸的氧化性強(qiáng)于過氧化氫；
加入的少許硝酸先將蘋果中的“Fe”氧化為Fe³⁺，而后Fe³⁺又氧化多酚等物質(zhì)，液體的顏色逐漸變淺，結(jié)合實(shí)驗(yàn)（6）中可知，蘋果中Fe與有機(jī)物結(jié)合在一起，而糖只含有C、H、O三種元素，可以說明營養(yǎng)物質(zhì)是蛋白質(zhì)；
故答案為：硝酸的氧化性強(qiáng)于過氧化氫；蛋白質(zhì)；
（7）第三份加入少許稀HNO₃，充分加熱，試管中出現(xiàn)紅棕色氣體，該紅棕色氣體為二氧化氮，可能是硝酸分解生成二氧化氮，也可能是稀硝酸被蘋果中還原性物質(zhì)還原為NO，NO與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，
故答案為：硝酸分解生成二氧化氮；稀硝酸被蘋果中還原性物質(zhì)還原為NO，NO與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮；
（8）由上述分析可知，蘋果汁中沒有Fe²、Fe³⁺，則另取一只蘋果，灼燒成灰，加入稀HCl充分?jǐn)嚢韬�，取所得液體，滴入KSCN溶液，液體變?yōu)榧t色，說明所得溶液中含有Fe³⁺，可知蘋果中“Fe”與有機(jī)物結(jié)合在一起，
故答案為：與有機(jī)物結(jié)合在一起．

點(diǎn)評 本題考查探究實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)等，側(cè)重考查學(xué)生分析推理能力，是對學(xué)生綜合能力的考查，難度較大．