2024年高中化學新教材同步 選擇性必修第一冊 第4章　第3節(jié)　研究與實踐　暖貼的設計與制作(教師用書獨具)

研究與實踐暖貼的設計與制作(教師用書獨具)研究目的市場上銷售的一種暖貼是利用金屬的電化學腐蝕原理制作的，它具有發(fā)熱溫和、放熱時間長、使用方便和安全等特點。通過收集資料、實驗研究和動手制作，了解這種暖貼的發(fā)熱原理，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力。材料閱讀材料一主要成分：鐵粉、水、活性炭、蛭石、吸水性樹脂、食鹽等。使用方法：將暖貼的真空包裝沿切入口打開，揭去后面的襯紙，貼于內衣的外側，用手鋪平即可?？少N于人體的肩部、腹部、背部、腰部、胃部及相關關節(jié)部位。材料二使用后的暖貼，打開后有紅褐色粉末。自制暖貼實驗原料：鐵粉、活性炭粉、水、食鹽、蛭石、吸水性樹脂、無紡布、塑料袋、雙面膠、真空包裝機。實驗步驟：(1)將鐵粉、活性炭粉、水、食鹽、蛭石(保溫作用)倒入燒杯攪拌；(2)加入吸水性樹脂，使混合物呈糊狀；(3)將混合物裝入無紡布袋，其中一面貼上雙面膠；(4)最后放入塑料袋，真空包裝。1．化學與生活息息相關，下列有關暖貼說法不正確的是()A．冬天用的暖貼是利用氧化還原反應放出的熱量B．暖貼的原理是鐵的吸氧腐蝕C．生活中的鋼鐵腐蝕是放熱反應D．暖貼中石墨粉的主要作用是保溫答案D解析石墨粉的作用是作原電池正極，加快反應速率。2．市場上出售的“熱敷袋”其主要成分是鐵屑、石墨粉、木屑和少量氯化鈉、水等。熱敷袋啟用之前用塑料袋密封，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。請回答下列問題：(1)熱敷袋放出的熱量是利用了鐵發(fā)生__________反應放出的熱量。(2)加入氯化鈉的主要作用是________________________________________________。(3)有關的電極反應式：負極：______________________________________________，正極：____________________________。(4)試用化學方程式表明上述變化過程：______________________________________________________________________________________________________________。答案(1)原電池(2)NaCl溶于水，形成電解質溶液(3)2Fe－4e－=2Fe2＋2H2O＋O2＋4e－=4OH－(4)O2＋2Fe＋2H2O=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O解析電解質溶液是中性的，并且具備形成原電池的條件，結合鐵銹的存在，可以確定鐵發(fā)生了吸氧腐蝕。3．“暖貼”是我們冬天中常用的一種用品。某化學興趣小組對暖貼中成分及發(fā)熱原理展開了探究。(1)“暖貼”中含有鐵粉、活性炭、水、氯化鈉等物質，其發(fā)熱原理就是利用鐵生銹時會放熱，其中一種生成物是Fe(OH)3，請寫出化學方程式：_____________________________。(2)檢驗配料中含有鐵粉。用磁鐵吸引黑色粉末，發(fā)現(xiàn)部分黑色粉末被吸引；取少量附著在磁鐵上的粉末于試管中，加入適量稀鹽酸，通過觀察得到的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡、________________，得出配料中含有鐵粉。(3)檢驗配料中含有活性炭。暖貼中的活性炭是利用它能______大量潮濕的空氣，為鐵粉氧化提供條件。該組用圖中所示方法實驗，將暖貼放在燃燒匙中，在酒精燈上加熱，觀察到燒杯內壁變渾濁，說明含有活性炭。此方案____________(填“可行”或“不可行”)，若可行，寫出其理論依據(jù)，若不可行，請寫出合適的方法：_____________________________________。(4)探究暖貼中活性炭、食鹽、水等物質的作用。實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗編號實驗藥品及用量反應時間/min溫度上升值/℃鐵粉/g活性炭/g食鹽/g水/g對照組20.40.281060實驗組100.40.28100220.4081030320.40.20106.542ab8103.7①分析對照組與實驗組第________組的數(shù)據(jù)，能證明食鹽能加快鐵粉的銹蝕速率。②實驗組第4組數(shù)據(jù)中：a＝________，b＝__________________________________。(5)下列說法正確的是________(填字母)。A．暖貼在使用前要密封保存B．暖貼使用后剩余物可以回收利用C．利用鐵生銹的原理，鐵粉還可用于食品保鮮答案(1)4Fe＋3O2＋3H2O=2Fe(OH)3