2024年高中化学新教材同步 选择性必修第一册 第4章　第3节　研究与实践　暖贴的设计与制作(教师用书独具)

研究与实践暖贴的设计与制作(教师用书独具)研究目的市场上销售的一种暖贴是利用金属的电化学腐蚀原理制作的，它具有发热温和、放热时间长、使用方便和安全等特点。通过收集资料、实验研究和动手制作，了解这种暖贴的发热原理，培养分析和解决实际问题的能力。材料阅读材料一主要成分：铁粉、水、活性炭、蛭石、吸水性树脂、食盐等。使用方法：将暖贴的真空包装沿切入口打开，揭去后面的衬纸，贴于内衣的外侧，用手铺平即可。可贴于人体的肩部、腹部、背部、腰部、胃部及相关关节部位。材料二使用后的暖贴，打开后有红褐色粉末。自制暖贴实验原料：铁粉、活性炭粉、水、食盐、蛭石、吸水性树脂、无纺布、塑料袋、双面胶、真空包装机。实验步骤：(1)将铁粉、活性炭粉、水、食盐、蛭石(保温作用)倒入烧杯搅拌；(2)加入吸水性树脂，使混合物呈糊状；(3)将混合物装入无纺布袋，其中一面贴上双面胶；(4)最后放入塑料袋，真空包装。1．化学与生活息息相关，下列有关暖贴说法不正确的是()A．冬天用的暖贴是利用氧化还原反应放出的热量B．暖贴的原理是铁的吸氧腐蚀C．生活中的钢铁腐蚀是放热反应D．暖贴中石墨粉的主要作用是保温答案D解析石墨粉的作用是作原电池正极，加快反应速率。2．市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、石墨粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋启用之前用塑料袋密封，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题：(1)热敷袋放出的热量是利用了铁发生__________反应放出的热量。(2)加入氯化钠的主要作用是________________________________________________。(3)有关的电极反应式：负极：______________________________________________，正极：____________________________。(4)试用化学方程式表明上述变化过程：______________________________________________________________________________________________________________。答案(1)原电池(2)NaCl溶于水，形成电解质溶液(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解析电解质溶液是中性的，并且具备形成原电池的条件，结合铁锈的存在，可以确定铁发生了吸氧腐蚀。3．“暖贴”是我们冬天中常用的一种用品。某化学兴趣小组对暖贴中成分及发热原理展开了探究。(1)“暖贴”中含有铁粉、活性炭、水、氯化钠等物质，其发热原理就是利用铁生锈时会放热，其中一种生成物是Fe(OH)3，请写出化学方程式：_____________________________。(2)检验配料中含有铁粉。用磁铁吸引黑色粉末，发现部分黑色粉末被吸引；取少量附着在磁铁上的粉末于试管中，加入适量稀盐酸，通过观察得到的现象是产生气泡、________________，得出配料中含有铁粉。(3)检验配料中含有活性炭。暖贴中的活性炭是利用它能______大量潮湿的空气，为铁粉氧化提供条件。该组用图中所示方法实验，将暖贴放在燃烧匙中，在酒精灯上加热，观察到烧杯内壁变浑浊，说明含有活性炭。此方案____________(填“可行”或“不可行”)，若可行，写出其理论依据，若不可行，请写出合适的方法：_____________________________________。(4)探究暖贴中活性炭、食盐、水等物质的作用。实验数据如下表：实验编号实验药品及用量反应时间/min温度上升值/℃铁粉/g活性炭/g食盐/g水/g对照组20.40.281060实验组100.40.28100220.4081030320.40.20106.542ab8103.7①分析对照组与实验组第________组的数据，能证明食盐能加快铁粉的锈蚀速率。②实验组第4组数据中：a＝________，b＝__________________________________。(5)下列说法正确的是________(填字母)。A．暖贴在使用前要密封保存B．暖贴使用后剩余物可以回收利用C．利用铁生锈的原理，铁粉还可用于食品保鲜答案(1)4Fe＋3O2＋3H2O=2Fe(OH)3