高中化学人教版第四章　第三节　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。发热原理利用原电池加快氧化还原反应速率，将化学能转化成热能，使用时将内袋露置在空气中发生反应的主要化学方程式：负极(铁粉)：Fe-2e-=Fe2+正极(活性炭)：2H2O+O2+4e-=4OH-总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。Fe(OH)3在一定条件下发生脱水反应，生成红色的铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)。1.制作“暖宝宝”的主要原料有铁粉、活性炭、水、食盐等，其中活性炭是原电池的电极之一，食盐的作用是溶于水形成电解质溶液。下列有关“暖宝宝”的说法错误的是()A.“暖宝宝”使用前要密封保存，使之与空气隔绝B.“暖宝宝”放出的热量是铁发生氧化反应时产生的C.活性炭是原电池的正极，加快铁粉的腐蚀D.活性炭最终转化为二氧化碳答案D解析铁粉、活性炭、水、食盐等可以构成原电池，发生的是铁的电化学腐蚀。铁在潮湿的空气中很容易被腐蚀，要延长其保质期，应在使用前隔绝空气，密封保存，A项正确；铁粉是原电池的负极，发生氧化反应，放出大量的热，B项正确；活性炭是原电池的正极，不参与反应，构成原电池后，铁的腐蚀加快，C项正确、D项错误。2.“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：

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(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：

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(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+Fe2O3(2)黑色粉末溶解且