第六章 化学反应与能量-自热火锅发热原理探秘 课件 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

自热火锅发热原理探秘——体会科学探究的基本过程寒冷的冬天，如何实现不用出门就能快速吃到一碗热气腾腾的火锅？便捷的自热火锅思考自热火锅不用火，不用电，是如何发热的？发热包根据主要成分，结合所学知识，猜想发热原因CaO+H2O====Ca(OH)2思考自热火锅的其它热量来自于哪里？可能还有铝粉和碳酸钠的作用提出问题自热火锅的发热原理是什么？猜想假设1.单一物质与水作用3.三种物质与水的作用2.两种物质与水的作用猜想⑥：氧化钙、铝粉、碳酸钠与水的共同作用猜想①：铝粉与水的作用猜想②：碳酸钠与水的作用猜想③：氧化钙、铝粉与水的作用猜想④：氧化钙、碳酸钠与水的作用猜想⑤：铝粉、碳酸钠与水的作用猜想①：铝粉与水的作用猜想②：碳酸钠与水的作用猜想③：氧化钙、铝粉与水的作用猜想④：氧化钙、碳酸钠与水的作用猜想⑤：铝粉、碳酸钠与水的作用猜想⑥：氧化钙、铝粉、碳酸钠与水的共同作用根据已有知识，分析下列猜想是否合理。不合理。无明显热量变化有人认为猜想①也明显不合理，理由是金属铝不溶于水，也不与水反应。你同意吗？铝片和铝条不与水反应，并不能直接推断铝粉不与水反应。设计实验关键对比实验

控制变量序号药品用品最高温度持续时间实验组1铝粉+水实验组2氧化钙+铝粉+水实验组3氧化钙+碳酸钠+水实验组4铝粉+碳酸钠+水实验组5氧化钙+铝粉+碳酸钠+水对照组样品+水5.0g铝粉+15mL水2.0g氧化钙+2.0g铝粉+1.0g碳酸钠+15mL水4.0g氧化钙+1.0g碳酸钠+15mL水启动时间5.0g样品+15mL水2.5g氧化钙+2.5g铝粉+15mL水4.0g铝粉+1.0碳酸钠+15mL水实验结论序号药品用品启动时间最高温度持续时间实验组15.0g铝粉+15mL水实验组22.5g氧化钙+2.5g铝粉+15mL水实验组34.0g氧化钙+1.0g碳酸钠+15mL水实验组44.0g铝粉+1.0碳酸钠+15mL水实验组52.0g氧化钙+2.0g铝粉+1.0g碳酸钠+15mL水对照组5.0g样品+水自热火锅中的热量来源于氧化钙、铝粉、碳酸钠与水的共同作用55秒2分48秒94.5℃序号药品用品启动时间最高温度持续时间实验组52.0g氧化钙+2.0g铝粉+1.0g碳酸钠+15mL水对照组5.0g样品+水思考为什么这两组实验数据也存在略微的差距？

自热食品的发热包中除主要成分外，还有铁粉、焙烧硅藻土、焦炭粉、活性炭、镁粉等其它成分。它们对热量也会有一定的影响。55秒2分48秒94.5℃实验5中，除放热外，你还看到了什么现象？有大量气泡产生根据元素守恒，该气体可能是CO2、O2或H2中的一种或几种。这些气体的主要成分是什么？请大胆猜测并说出依据。如何确定气体是否含有O2和H2?氧气具有助燃性，氢气具有可燃性。可用点燃的木条接触产生的气体，若能点燃，说明是氢气；若木条燃烧得更旺，说明是氧气。性质差异现象差异为了便于收集，我们直接向样品中加肥皂水。反应后生成的气体是H2。加水后H2是如何产生的？复习回顾产生H2的反应：2H2O2H2↑+O2↑活泼金属

+

酸

→

盐

+

氢气不满足反应条件Al但氧化钙、碳酸钠溶于水后均呈碱性

资料卡片Al是两性金属，不仅能够和强酸反应，也能够和强碱反应。反应方程式为：2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑，该反应是放热反应。氢氧化钠是怎么产生的呢？你能根据发热包的成分写出生成氢氧化钠的化学方程式吗？CaO+H2O====Ca(OH)2Ca(OH)2+Na2CO3

====CaCO3↓+2NaOH自热火锅发热原理CaO+H2O====Ca(OH)2Ca(OH)2+Na2CO3

====CaCO3↓+2NaOH2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑实验反思既然主要的热量来源是铝粉和氢氧化钠溶液的反应，为什么在食品发热包中要加氧化钙和碳酸钠，而不直接用氢氧化钠?1.氢氧化钠容易潮解，而且还有强腐蚀性，大量加入会导致不安全。2.铝、氢氧化钠和水的反应速度很快，可能会烫伤人。用氢氧化钙和碳酸钠反应产生氢氧化钠可以缓解反应速度，使得反应由缓慢到剧烈，留下足够的操作时间，避免人受伤。

资料卡片氧化钙：417元/kg；碳酸钠：457元/kg；氢氧化钠：1134元/kg(同一品牌的产品，纯度均在96%以上)3.使用氧化钙和碳酸钠作为原料，成本更低。

在实际生产生活中，产品的设计和科学理论的应用不仅要考虑物质的性质，还需要综合考虑其他多种因素，如成本、资源、是否便于使用、是否对人体或环境有危害、是否符合可持续发展理念等等。怎么做到安心享受自热火锅带给我们的快乐呢？CaO+H2O====Ca(OH)2Ca(OH)2+Na2CO3

====CaCO3↓+2NaOH2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑强碱，具有腐蚀性，误食会腐蚀食道黏膜。同时，发热包加水会放出大量的热，会灼伤人们的器官。远离明火！注意通风!禁止食用！使用自热火锅时，还需要注意什么呢？CaO+H2O====Ca(OH)2禁止湿手拿加热包！原因是什么？因为发热包是利用生石灰遇水发热的原理，一旦接触到热水很容易导致水剧烈沸腾，引发危险。使用前检查发热包是否破损、出气口是否通畅提出问题1小结科学探究的基本过程关键对比实验

控制变量全面有序观察实验设计实验3实验结论5猜想假设2进行实验4实验反思6小结反应后物质成分的判断性质差异现象差异成分猜想元素守恒依据小试牛刀1.某自热火锅的发热包成分标识如下表。下列各组物质所属类别正确的是

()选项ABCD物质生石灰和苛性钠活性炭和碳酸钠苛性钠和碳酸钠铁粉和铝粉类别碱含碳化合物盐金属单质D金属氧化物混合物碱2.某品牌自热火锅的发热包主要成分是：生石灰、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭、碳酸钠、焙烧硅藻土等。下列说法不正确的是

()A．发热包密封包装是防止其与氧气接触B．在使用自热火锅时，不能使用热水C．煮熟食物的过程中，化学能转化为热能D．自热火锅的密封盖上有一个小孔，以便氢气的释放A水3.近年比较流行的“自热火锅”给人们生活带来方便。“自热火锅”主要由料包和发热包(主要成分为生石灰、焙烧硅藻土、活性炭、铁粉、铝粉、碳酸钠等)组成，食用方法如图所示。请回答：(1)焙烧硅藻土、活性炭都有___________的结构，能起到吸附作用。“自热火锅”的内、外盒由聚丙烯塑料制成，聚丙烯塑料属于____(填字母)。A．金属材料 B．有机合成材料

C．复合材料疏松多孔B(2)下表为某自热米饭的营养成分表。C营养物质蛋白质油脂糖类钠钙每份含量29.6g23.5g104.7g8l4mgl30mg从均衡膳食的角度考虑，搭配_____(填序号)一起食用营养会更均衡。A．鸡蛋

B．牛奶

C．苹果缺少维生素4.市场上销售的某种“自热火锅”中有发热包，该发热包遇水后可迅速升温至150℃，保温时间达2~3小时，同学们对此产生了浓厚兴趣，他们对发热包的成分及发热原理进行了以下探究。【查阅资料】（1）“发热包”主要由生石灰、铁粉、镁粉、铝粉、炭粉、氯化钠等组成。（2）氢氧化镁和氢氧化铝均为不溶于水的白色固体，氢氧化铝可溶于NaOH溶液。【成分探究】步骤一：为了探究发热包的成分，同学们设计了如图实验：【实验结论】（1）探究过程发热包样品中有被磁铁吸引的黑色固体A，说明发热包中含有________。（2）探究过程①，滴加酚酞溶液后溶液变红，说明发热包中含有_________，②的现象证明发热包中一定有_________。铁粉FeAgCl氯化钠生石灰步骤二：除上述物质外，还可能存在镁粉、铝粉、炭粉，对此大家提出了以下几种猜想：猜想一：只存在镁粉、铝粉、炭粉中的一种；猜想二：上述三种物质同时存在；猜想三：存在铝粉和炭粉；猜想四：存在镁粉和铝粉；猜想五：_______________。存在镁粉和炭粉【实验验证】同学们又取了步骤一中的滤渣C进行实验，流程如图。向滤液D滴加氢氧化钠溶液时，他们观察到开始时有白色沉淀生成，后来又全部消失，最后得到的是无色溶液。【实验结论】（1）实验过程中过滤后滤渣E的成分是炭粉。（2）同学们对实验现象进行讨论后，认为猜想_____正确。镁粉、铝粉、炭粉中的一种或几种炭粉H2可能有：MgCl2、AlCl3一定有：HClAlCl3、HCl

铝粉、炭粉三【发热原理探究】同学们利用下图装置证明发热包放出的热量主要来自生石灰与水的反应。向锥形瓶中加水后发现数据采集器温度示数迅速上升。但温度又很快下降，说明该反应很快结束，不能长时间保温。生石灰与水发生反应的化学方程式为__________________________。【猜想】大家大胆猜测应该还有其他放热反应存在。利用温度传感器探究CaO+