2025年中考化学命题专项突破：跨学科实践活动11 探究暖宝宝组成及其发热原理（原卷版）

跨学科实践活动11探究“暖宝宝”组成及其发热原理

命题探究

本实践活动与“铁生锈”知识内容紧密相连，主要包含以下3个活动任务：任务一调查常见“暖宝

宝”的产品成分；任务二探究“暖宝宝”快速持续发热的原理；任务三探究其使用注意事项的原因。

中考的命题也是围绕这几个活动任务为命题情境，以化学学科知识如铁生锈的能量变化等为命题落脚点。

在选择题和填空题、探究题中均有所涉及。

专项特训

1.（2024•安徽宣城•三模）可以利用铁粉、活性炭、水和食盐混合，用塑料等包装后成自制暖宝宝。下列

说法错误的是

A.塑料、活性炭都属于有机合成材料

B.材料中含有的金属元素都是活泼金属元素

C.包装材料既要有密封性也要有透气性

D.活性炭、食盐作用主要是加快铁粉的锈蚀

2.（2024•广东深圳•二模）铁生锈的原理能用于制作"暖宝宝"。某"暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石（保温作用）

和吸水性树脂、食盐、活性炭。探究小组利用左图装置进行探究，实验结果如图。下列说法错误的是

氧气浓度传感器/、

温度传感器

电脑及

区软件

rh

—40

……氧气浓度

---温度-35

-30

、"-25

-20

-15

.............................'10

420520620720

时间/S

A.“暖宝宝"发热原理是Fe粉与出0、。2反应

B.由5浓度变化推测，Fe粉可用作食品脱氧剂

C.封装“暖宝宝”的外包装袋应选透水、透气的材料

D."暖宝宝"能快速放热，铁钉生锈需较长时间，说明反应物状态是影响反应速率的因素之一

3.（2024•安徽宿州•二模）一种"贴身暖宝宝"贴的标签如图所示，下列说法错误的是

品名：XX牌贴身暖宝宝

成分：袋内物质：铁粉、水、活性炭、食盐等

内袋材料：微孔透气无纺布

外袋材料：不透气塑料

用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，打开外袋后保持温暖12小时

A.铁粉和活性炭都属于单质

B.暖宝宝中加入稀硫酸会产生气泡

C.暖宝宝发热的原理主要是利用铁生锈放热

D.内袋使用透气材料的原因是使袋内的物质与氧气接触

4.（19-20九年级上•安徽安庆•期中）暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。

小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入

玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是

温度计」（弹簧夹

20mL水

容积为250mL的玻璃瓶

A.如果装置漏气，会使测量结果偏小

B.本实验数据测得空气中氧气的体积分数为19.6%

C.若装置气密性良好，实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足

D.不必等温度计的读数恢复至实验前的温度后就能记录量筒内剩余水的体积

5.（2023•安徽六安•三模）某种"贴身暖宝宝”的袋内物质如下，下列各组物质所属类别正确的是

袋内物质：铁粉、水、活性炭、氯化钠等

选项ABCD

物质铁粉活性炭氯化钠水

类别混合物含碳化合物盐碱

A.AB.BC.CD.D

6.（2021•湖北武汉•模拟预测）暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化（即

铁与氧气、水蒸气发生化学变化，生成固体物质）。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，

实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水体积为45mL（铁粉生锈

消耗的水忽略不计）。下列说法正确的是

容积为250mL的玻璃瓶

A.通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%

B.若实验前导管中没有充满水，则会使实验结果偏大

C.温度计温度未回复到室温即打开止水夹会使得测定的氧气的体积分数偏大

D.若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足

7.（2021•安徽合肥•一模）某同学在图1三颈瓶中加入一定量的暖宝宝原料（主要成分为铁粉和碳粉），

并滴加几滴水，分别用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器绘制出数据变化图像如图2所示，则下列说

法正确的是

氧气浓度

图2

A.曲线团为氧气变化曲线

B.曲线团为温度变化曲线

C.曲线国、团开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致

D.如果暖宝宝原料足量，压强可降至0

8.（2024•湖北武汉•中考真题）暖宝宝是常见的局部取暖贴剂，使用后的固体中含FqOs、Fe（OH）3、NaCl、

铁粉、碳粉和蛭石。为探究其中各组分的性质和含量，化学项目小组进行如下实验。（已知：蛭石呈黄褐

色，不溶于水，不参加反应；Cu+Fe2（SO4）3=CuSO4+2FeSO4）

⑴取出使用后暖宝宝中的固体，观察到部分呈黑色。呈黑色的物质是o

（2）称取15.00g样品，加入足量水，充分搅拌，过滤得到14.00g滤渣甲。向滤渣甲中加入过量的硝酸铜溶液,

充分反应后过滤，得到15.20g滤渣乙。铁与硝酸铜反应的化学方程式为o

（3）向滤渣乙中加入稀硫酸至过量，充分反应后过滤，得到滤液和1018g滤渣丙，滤渣丙中有紫红色固体。

所得滤液中的阳离子是（填离子符号）。

⑷将滤渣丙放入硬质玻璃管中，用如图所示装置继续实验（装置中试剂均足量）。

过氧化氢溶液

浓

硫

酸

加热硬质玻璃管中的固体至恒重，其质量为lL06g。装置D的质量增加4.40g。

①滤渣丙中铜的质量为（结果精确到o.oig）。

②若所测样品中Fe（OHb的质量分数偏大，可能的原因是（填标号）。

a.没有连接装置Eb.点燃酒精灯前未先通入一段时间氧气

c.硬质玻璃管中产生的气体未被完全吸收d.实验结束硬质玻璃管中仍有紫红色固体残留

9.（2023•湖南长沙冲考真题）"暖宝宝"是我们日常生活中常用的物品。小孔同学打开一个使用过的“暖宝

宝”内包装，发现黑色固体中掺杂有红棕色物质，于是她把这包固体带到实验室，和兴趣小组的同学在老师

的指导下对这包固体的成分展开了探究。

暖宝宝发热时间：10小时以上

性能：平均53回，最高63回

主要成分：铁粉、活性炭、氯化钠等

注意事项：使用时勿直接接触皮肤

图1

固体

内壁沾有

饱和的

芝澄清石灰水

图2

表1部分盐的溶解性表（室温）

阴离子阳离子so；coj

NO3-Cl-

Na+溶溶溶溶

Ag+溶不微不

【查阅资料】①铁与空气中的氧气、水蒸气等发生缓慢氧化而生锈；

②室温下部分盐的溶解性如表1所示；

③“暖宝宝"中只有氯化钠含有氯元素。

【初步判断】

⑴通过阅读标签（如图1）,大家一致认为打开“暖宝宝”外包装后，铁粉与空气接触发生缓慢氧化有

热量的现象；其中出现的红棕色固体是O

【提出问题】这包使用过的“暖宝宝”中是否还有铁粉、活性炭、氯化钠？

【进行实验】

⑵兴趣小组同学设计如下实验方案并进行实验：

实验步骤实验现象实验结论

实验固体中有铁

取少量固体于试管中，加入足量稀硫酸—

粉

实验取少量固体放在燃烧匙中，用酒精灯加热，上方罩一个内壁沾有饱和澄清石灰水固体中有活

的澄清石灰水的烧杯（如图2）变浑浊性炭

实验取少量固体于烧杯中，加入足量水溶解，过滤，往滤液中滴加少量—产生白色沉固体中有氯

溶液淀化钠

【反思评价】

⑶经过反思，小孔同学认为实验二不能得出固体中有活性炭的结论，理由是（写两点即可）。

小组同学改进装置后，重新实验，得出固体中有活性炭的结论。

【实验拓展】

⑷小曾同学认为利用实验三的反应原理还可以测出固体中氯化钠的质量分数。他称取一定质量的固体于烧

杯中，加入足量水，（填实验操作），再加入足量实验三所选的溶液，充分反应后经过一系列

操作得到固体，并称量质量，最终计算出了氯化钠的质量分数。

10.（2022•内蒙古呼和浩特•中考真题）全世界每年因锈蚀造成浪费的金属高达产量的20%以上，但铁锈蚀

原理却在日常生活中被广泛应用，例如暖宝宝、食品脱氧剂等。小组同学对暖宝宝发热产生兴趣，展开探

究。

【资料卡片】某品牌暖宝宝的使用说明如图。

成分：铁粉'蛭石（保温）、高分子吸水树

脂（供水）、氯化钠、活性炭

内袋材料：微孔透气无纺布

注意事项：不使用时请勿拆开密封包装

（1）暖宝宝使用时能量的转化形式为O

（2）暖宝宝"不使用时请勿拆开密封包装"的原因是o

【猜想与假设】暖宝宝成分中氯化钠、活性炭可能加快铁锈蚀速率，使反应在短时间内放出大量的热。

【实验方案】小组同学通过反应过程中温度的变化，探究氯化钠、活性炭及两者共同存在对铁锈蚀速率的

影响，设计完成如下4组实验。（实验在密闭容器中进行）

实验编号铁粉/g水/mL活性炭/g氯化钠/g测得lOmin内温度上升值/回

125000.1

225m0.13.1

3250.2022.0

4250.20.156.3

【解释与结论】

（3）对比实验1和2,可探究氯化钠对铁锈蚀速率的影响，表中m=

（4）为探究活性炭对铁锈蚀速率的影响，应选择的实验组合是（填实验编号）。

（5）综合以上4组实验得出结论：。

【拓展与应用】小组同学运用该原理设计如下对比实验测定空气中氧气的含量。

弹簧夹

B

反应结束后，测得的数据如下表:

装集气瓶内空气体积实验前烧杯内水的体积实验后烧杯内水的体积空气中氧气的体积百分

置/mL/mL/mL含量

A200.0100.059.6n

B200.0100.066.017.0%

（6）n=%（计算结果精确到0.1%）。

（7）结合反应原理和结果思考装置A的优点：（写两点）。

【表述与交流】人类智慧无穷，趋利避害，化学让我们的生活变得更美好。

11.（2022•贵州毕节•中考真题）一种"贴身暖宝宝"的使用说明书如右，某化学兴趣小组围绕袋内物质展开

探究。

品名：XX牌贴身暖宝宝

成分：袋内物质：铁粉、水、活性炭、食盐等

内袋材料：微孔透气无纺布

外袋材料：不透气塑料

用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，打开外袋后保持温暖12小时

【提出问题】袋内是否含有铁粉？

【进行实验】①取出袋内粉末于滤纸上，与磁铁充分接触。②将少量磁铁吸出的粉末加入足量稀硫酸中。

【收集证据】磁铁吸出的粉末与稀硫酸剧烈反应得到浅绿色溶液、同时—o

【得出结论】袋内含有铁粉。

【做出猜想】被磁铁吸出的铁粉能在空气中燃烧。

【获取事实】将少许铁粉撒在酒精灯火焰上，铁粉立即剧烈燃烧、火星四射。

【反思交流】铁粉燃烧反应的化学方程式为—。铁丝不能而铁粉能在空气中燃烧的原因是一。

【拓展探究】用不同燃料测定空气里氧气的含量：分别在图甲所示装置的燃烧匙内放置铁粉、红磷（均足

（2）待铁粉熄灭并恢复至室温后，打开弹簧夹，进入瓶内的水约占原水面上方空间体积的

（3）分析图乙、图丙可知，实验中消耗氧气更彻底的是—（填"铁粉"或"红磷"，下同），消耗氧气速率

更快的是—。

12.（2024•四川成都•二模）某学习小组对铁锈蚀进行探究活动。

【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？

【设计与实验探究】

【活动一】定性探究铁锈蚀的因素

取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，试管①棉花中有氧化钙干燥剂，试管②③④⑤中均用煮沸过

的蒸储水。试管②水上面覆盖植物油，且淹没铁钉，试管④中滴加少量醋酸，试管⑤中滴加饱和食盐水，

进行a图1实验，现象如表。

E

①

试管一*周后想象

①铁钉表面无明显变化

②铁钉表面无明显变化

③铁钉表面有一层铁锈

④铁钉表面有较厚铁锈

⑤铁钉表面有较厚铁锈

⑴对比试管①②③中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的发生化学反应。

(2)对比③④⑤试件中实验现象，说明会加快铁锈蚀。

⑶铁锈蚀后应及时除锈的原因是，写出用稀硫酸除铁锈的化学方程式o

【活动二】定量探究铁锈蚀的因素

小组设计了如图2装置，检查气密性，广口瓶中盛放饱和氯化钠溶液、0.5mm经砂纸打磨光亮细铁丝缠绕

的酥松小团。实验结果如图3、4,回答下列问题。

图2实验装置图

2545

40

%番

/

疆2O35

依

和

崛30

嘛

1525

20

1015

135791113151719212325272935791113151719212325272931

时间/lOmin时间/lOmin

——20℃40℃60℃氧气浓度20%饱和氯化钠溶液——20℃40℃…-60℃氧气浓度40%饱和氯化钠溶液

图3图4

⑷根据图3得出铁生锈与温度关系为。

⑸对比图3和图4,你能得出的结论是o

【实验结论】

（6）你总结出防止铁生锈的方法有。

a,防止与氧气或水接触

b.避免高温环境

c.钢铁表面形成保护层

d.多用酸来浸洗

【活动三】制作并运用"暖宝宝"

任何事物都有正反两面，小组同学利用铁生锈原理选用了铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石（保温）等制作“暖

宝宝"，并用制作好的"暖宝宝”粘在锥形瓶壁上如图5进行空气中氧气含量测定实验，一段时间后相关数据

⑺用此方法测出空气中氧气含量约为（保留1位小数）。

⑻分析“暖宝宝”中活性炭的作用可能为o

13.（2024•广东云浮•二模）"暖宝宝"是我们日常生活中常用的生活用品。某同学打开一个使用过的"暖宝宝"

内包装，发现黑色固体中掺杂有红棕色物质，于是该同学把这包固体带到实验室，和兴趣小组的同学在老

师的指导下对这包固体的成分展开了探究。

【查阅资料】①铁与空气中的氧气、水蒸气等发生缓慢氧化而生锈。

②室温下部分盐的溶解性如表1所示。

表1部分盐的溶解性表（室温）

阴离子

阳离子

NO；crso；co：

Na+溶溶溶溶

Ag+溶不微不

③“暖宝宝"中只有氯化钠含有氯元素。

【初步判断】

（1）通过阅读图1标签，大家一致认为使用“暖宝宝"的过程中，铁粉与空气接触发生________（填反应的类型）,

并有（填"吸热"或"放热"）的现象；其中出现的红棕色物质是（填物质名称）。

暖宝宝

发热时间：10小时以上

性能:平均53。。最高63七

主要成分：铁粉、活性炭、氯化钠等

注意事项：使用时勿直接接触皮肤

图1

【提出问题】这包使用过的"暖宝宝”中是否还有铁粉、活性炭、氯化钠？

【进行实验】

（2）兴趣小组同学设计如下实验方案并进行实验。

内壁沾有

饱和的

澄清石灰水

图2

实验步骤实验现象实验结论

实验固体中有铁

取少量固体于试管中，加入足量的稀硫酸—

粉

实验取少量固体放在燃烧匙中，用酒精灯加热，上方罩一个内壁沾有饱澄清石灰水变固体中有活

和的澄清石灰水的烧杯（如图2）浑浊。性炭

实验取少量固体于烧杯中，加入足量的水溶解，过滤，滤液中滴加少量产生白色沉淀。固体中有氯

三溶液。化钠

【反思评价】

⑶经过反思，该同学认为实验二不能得出固体中有活性炭的结论，理由是。小组同学改进装置后，

重新实验，得出固体中有活性炭的结论。

【实验拓展】

⑷该实验小组的另一位同学认为利用实验三的反应原理还可以测出固体中氯化钠的质量分数。他称取质量

为mi的固体于烧杯中，加入足量的水，充分溶解后过滤、洗涤，然后向滤液中加入足量实验三所选的溶液，

待反应完全，将产生的白色沉淀经过过滤、洗涤、,称量其质量为m2,据此计算固体中氯化钠的

质量分数为（用含mi、m2的表达式表示）。

14.（2024•江西•模拟预测）"暖宝宝”是一种生活常用物品。同学们对“暖宝宝"的发热原理及成分充满好奇，

在老师的指引下，他们开展了“暖宝宝的秘密探索”项目实践活动。

任务一：探究“暖宝宝”的发热原理

【查阅资料】

①“暖宝宝"袋内为黑色固体，主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石、水等，除氯化钠外，其他成分不

含虱兀素°

②蛭石是一种硅酸盐矿物，属于保温材料。

【实验探究】

⑴拆开"暖宝宝"的外包装，发现“暖宝宝"的温度逐渐升高。冷却后，拆开"暖宝宝”的内包装，发现黑色粉末

中掺杂有红棕色的固体。小组讨论得知“暖宝宝”的发热原理为：铁粉与空气中的共同作用发生缓慢氧

化放出热量。

任务二：验证"暖宝宝”的主要成分

（2）取少量未曾使用过的“暖宝宝”内的固体分别进行以下操作

实验步骤实验现象实验结论

固体中含有

步骤1:取少量固体于试管中，加入足量稀硫酸。观察到_____。

铁

步骤2：取少量固体于燃烧匙中，在酒精灯上加热，上方罩一个固体中含有

澄清石灰水变浑浊

内壁沾有澄清石灰水的烧杯（如图所示）。活性炭

步骤3：取少量固体于烧杯中，加入足量水溶解，过滤，往滤液产生白色沉淀，沉淀不溶固体中含有

滴加少量_____和稀硝酸。于硝酸。氯化钠

内壁沾有

澄清石灰水

“暖宝宝”固体

写出步骤3涉及的化学方程式:

【反思与评价】

⑶小吴认为步骤2不能得到固体中含有活性炭的结论，理由是。

任务三：测定"暖宝宝”中活性炭的质量分数

为了准确检测固体中含有活性炭,并测定"暖宝宝”中活性炭的质量分数，同学们设计了如图所示的实验装置。

（实验前已排尽装置内的空气,B、C、D中药品均足量，碱石灰是NaOH和Ca。的固体混合物）。

口一上暖宝宝”固体碱至灰

足量。2d*|:

澄清

氢氧化钠

石灰L

1-三-溶液

DE

⑷为了测定"暖宝宝”中活性炭的质量分数，需测定反应前"暖宝宝”固体的质量及反应前后（填装置编

号）装置增重的质量。

⑸小周同学提出，不需要装置E也可以达到实验目的，遭到了大多数同学的反对，理由是o

15.（2024•内蒙古鄂尔多斯•二模）"暖宝宝"是我们日常生活中常用的物品。兴趣小组同学打开使用过的“

暖宝宝”内包装，发现黑色固体中掺杂有红棕色物质，在老师的指导下对这包固体的成分展开探究。

【资料卡片】某品牌暖宝宝的使用说明如图。

发热时间：10小时以上

性质效能：平均53℃,最高63℃

主要成分：铁粉、活性炭、氧化钠等

注意事项：使用时勿直接接触皮肤

【初步判断】

大家一致认为打开“暖宝宝”外包装后，铁粉与空气接触发生缓慢氧化生成红棕色固体。

【提出问题】这包使用过的"暖宝宝”中是否还有铁粉、活性炭、氯化钠？

【进行实验】

⑴兴趣小组同学设计如下实验方案并进行实验：

实验步骤实验现象实验结论

实验一：取少量固体于试管中，加入足量稀盐酸

—固体中有

铁粉

实验二：取少量固体放在燃烧匙中，用酒精灯加热，上方罩一个内壁沾有饱和

的澄清石灰水的烧杯（如下图）

澄清石灰水固体中有

变浑浊活性炭

£固体鲁壁檄沾有

实验三：取少量固体于烧杯中，加入足量水溶解，过滤，往滤液中滴加少量—产生白色沉固体中有

溶液淀氯化钠

【反思评价】

（2）除了实验一的方法可验证暖宝宝中含有铁粉，小组内同学提出用更简便的物理方法也能证明，同学们的

实验操作是o

⑶你认为实验二能不能得出固体中有活性炭的结论并说明理由：。

16.（2024•广东东莞•二模）“暖宝宝"是我们日常生活中常用的物品。小孔同学打开一个使用过的“吸宝宝"

内包装，发现黑色固体中掺杂有红棕色物质，于是她把这包固体带到实验室，和兴趣小组的同学在老师的

指导下对这包固体的成分展开了探究。

暖宝宝

发热时间：10h以上

性能：平均53。（2,最高63°C

主要成分：铁粉、活性炭、氯化钠等

注意事项：使用时勿直接接触皮肤

【查阅资料】

①铁与空气中的氧气、水蒸气等发生缓慢氧化而生锈；

②"暖宝宝，，中只有氯化钠含有氯元素。

【初步判断】

⑴通过阅读标签（如1图），大家一致认为使用“暖宝宝"的过程中，铁扮与空气接触发生了（埃"物理

变化"或"化学变化"），并有（填"吸热"或"放热"）的现象；其中出现的红棕色物质是（填物质名

称）。

【提出问题】这包使用过的"暖宝宝”中是否还有铁粉、活性炭、氯化钠？

【实验探究】

（2）兴趣小组同学设计如下实验方案并进行实验:

实验结

实验步骤实验现象

论

实验

取少量固体于试管中，加入足量的稀硫酸—有铁粉

1

实验取少量固体放在燃烧匙中，用酒精灯灼烧，上方罩一个内壁沾有澄清石澄清石灰水变有活性

2失水的烧杯（如2图）浑浊炭

实验取少量固体于烧杯中，加入足量的水溶解，过滤，往滤液中滴加少量—有氯化

产生白色沉淀

3溶液钠

⑶写出实验3中反应的化学方程式o

【反思评价】

⑷小孔同学认为实验2不能得出固体中有活性炭的结论，理由是（写一点）。

17.（2024•福建泉州•模拟预测）某品牌“暖宝宝”贴说明书的部分内容如图所示；

品名：xx牌"暖宝宝”贴

外袋材料：不透气塑料

内袋材料：微孔透气无纺布

袋内物质：铁粉、水、活性炭、氯化钠等

用法：打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上

（1广暖宝宝"贴的反应原理是铁生锈，即铁与、,两种物质共同作用的结果；由此推测“暖宝宝〃

贴使用微孔透气无纺布的原因是;

国.探究“暖宝宝"贴中活性炭和氯化钠对铁生锈的影响

【实验1】小组同学设计实验如下表：

药品

序号

铁粉水氧气活性炭氯化钠

实验14g2mL空气中0g0g

实验2a2mL空气中0g2g

实验34g2mL空气中b0g

实验44g2mL空气中2g2g

⑵请将表格补充完整：a=,b=g；

⑶小组同学的实验结果如下图所示：

结合曲线图分析，你得到的实验结论是;

回.探究使用后的“暖宝宝"贴中是否存在剩余的铁粉

【查阅资料】铁粉在空气中可以燃烧

【实验2】小组同学打开使用过的“暖宝宝"贴内包装袋，发现红棕色固体中掺杂有黑色物质，小组同学分别

进行如下实验：

甲同学取适量固体于试管中，加入足量稀硫酸；

乙同学取少量固体于燃烧匙中，用酒精灯点燃；

丙同学取适量固体于试管中，加入适量硫酸铜溶液；

⑷实验分析与讨论

①甲同学证明存在铁粉，他观察到的现