资源简介

(共34张PPT)
暖宝宝中的化学
——金属的性质及转化
寒冷的冬天你在家是怎么取暖的？
空调
暖气
火炉
小太阳
有什么办法让我们可以在室外也能取暖呢？
暖宝宝
暖宝宝拆开包装后贴在身上一段时间后便会放出热量
暖宝宝的主要成分是什么呢？为什么会放出热量呢？
注意事项
1.不能直接与皮肤接触
2.不使用请勿打开包装
3.请勿在电热毯上、取暖器等取暖设施前使用
暖宝宝的主要成分
怎么证明暖宝宝中有铁存在呢？
知识回顾
铁(Fe)
1.有磁性
2.与氧气发生反应
3.与酸发生反应
4.与金属活动性顺序在铁之后的金属盐溶液反应
环节1：验证暖宝宝中有铁的存在
设计实验
方案一：磁铁吸引
实验现象：黑色粉末被磁铁吸引，有磁性物质
该现象能说明暖宝宝的主要成分中含铁吗？
资料补充
不能，四氧化三铁也有磁性，用磁铁吸引无法排除黑色粉末是四氧化三铁的情况。
铁(Fe)
1.有磁性
2.与氧气发生反应
3.与酸发生反应
4.与金属活动性顺序在铁之后的金属盐溶液反应
→用磁铁吸引
×
方案二：在空气中点燃
该现象能说明暖宝宝的主要成分中含铁吗？
不能
活性炭在空气中燃烧也会产生类似现象
铁粉为什么能在空气中燃烧而铁丝不可以呢？
铁粉与空气的接触面比铁丝与空气的接触面大，所以反应会更加剧烈。
你还了解哪些金属与氧气的反应呢？
知识回顾：金属与氧气的反应
4Al＋3O2=== 2Al2O3
2Mg＋O2 2MgO
2Cu＋O2 2CuO
Al
2Hg＋O2 2HgO
铁(Fe)
1.有磁性
2.与氧气发生反应
3.与酸发生反应
4.与金属活动性顺序在铁之后的金属盐溶液反应
×
×
方案三：分别与酸反应
酸与金属反应有什么现象呢？
Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑
Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑
以稀硫酸与金属反应为例
Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
有气泡生成
溶液变为浅绿色
特殊现象
氢气可燃
设计实验：取少量黑色粉末置于试管中，加入稀硫酸，观察现象，一段时间后点燃试管中气体
实验现象：溶液有气泡产生，气体可燃，溶液颜色变化不明显。
实验结论：黑色粉末中有氢前金属。
结合方案一和方案三的现象你能得到什么结论呢？
方案一现象
方案三现象
结论：黑色粉末中有氢前金属
+
结论：黑色粉末中有磁性物质
暖宝宝的主要成分中含有铁
铁(Fe)
1.有磁性
2.与氧气发生反应
3.与酸发生反应
4.与金属活动性顺序在铁之后的金属盐溶液反应
×
×
√
×
你能性质4再设计一个方案验证暖宝宝的主要成分中含铁吗？
设计实验：取少量黑色粉末于试管中，加入硫酸铜溶液，观察现象。
实验现象：溶液由蓝色变为浅绿色，有红色固体产生。
方案四：与金属活动性顺序在铁之后的金属盐溶液反应
实验结论：暖宝宝的主要成分中含有铁。
方案四中发生了什么反应？
发生的反应：Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
该反应和方案三的反应有什么共同点呢？
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
另一种单质
化合物
另一种化合物
单质
+ === +
置换反应
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
铁(Fe)
1.有磁性
2.与氧气发生反应
3.与酸发生反应
4.与金属活动性顺序在铁之后的金属盐溶液反应
×
√
√
在日常生活中我们为什么感受不到铁生锈会放出热量呢？
环节2：探究发热原因
铁生锈的反应速度通常比较缓慢，需要一定的时间才能完成，因此热量的释放也比较缓慢，难以被人类感知到。
是什么原因导致铁生锈速度加快呢？
优良的保温材料
具有良好的保水功能
该盐为氯化钠
知识回顾
铁锈蚀的条件：有充足的水和氧气
→氧气是从何而来的呢？
小资料：该产品是将原料层置于无纺布袋内，无纺布袋的特点是均匀不漏、透气性好。
无纺布透气性好，空气中的氧气可进入参与反应。
实验药品：铁粉、水、活性炭、氯化钠
设计实验：探究活性炭和氯化钠对铁生锈反应速率的影响
序号 药品用品 温度变化
实验组1 铁粉+活性炭+水
实验组2 铁粉+氯化钠+水
实验组3 铁粉+氯化钠+活性炭+水
对照组 铁粉+水
4g铁粉+2g氯化钠+2g活性炭+2mL水
4g铁粉+2mL水
4g铁粉+2g活性炭+2mL水
4g铁粉+2g氯化钠+2mL水
关键
对比实验
控制变量
这三组实验可以得到实验结论吗？
不能，需要设置对照组
—— 温度变化
—— 氧气含量变化
对照组：4g铁粉+2mL水
实验组1：4g铁粉+2g活性炭+2mL水
实验组2：4g铁粉+2g氯化钠+2mL水
实验组3：4g铁粉+2g氯化钠+2g活性炭+2mL水
实验装置
实验结果
实验结论：在水和氧气存在的条件下，活性炭和氯化钠共同作用，加快了铁的生锈
知识拓展：铁锈蚀的应用
蒸汽眼罩的成分原理和暖宝宝完全相同
工作原理：利用脱氧剂中的铁粉与氧气发生反应，将氧气吸收并转化为其他物质，从而降低环境中氧气的浓度，达到保护物品的目的。
铁锈蚀是一种无法避免的自然现象，但又能被利用和控制从而便利我们的生活。
环节3：小结
铁的性质
铁(Fe)
1.有磁性
2.与氧气发生反应
3.与酸发生反应
4.与金属活动性顺序在铁之后的金属盐溶液反应
铁锈蚀的条件：有充足的氧气和水
置换反应：单质+化合物 另一种化合物+另一种单质
关键
对比实验
控制变量
小试牛刀
1.(2021北京)实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。
下列分析不正确的是(　　)
实验装置 序号 其他试剂 200 s时O2的含量
① 干燥剂 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和1.0 g食盐 8%
A. ②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B. ①②证明水对铁锈蚀有影响
C. ②③证明食盐能加快铁锈蚀 D. ①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
D
2.(2023威海)化学视角认识蒸汽眼罩
蒸汽眼罩逐渐走进日常生活，它借助铁生锈产生热量，使材料内部的水分稳定蒸发，利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】(1)探究一：检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂 预计观察到的实验现象 涉及的化学方程式
稀硫酸
生成气泡，溶液变为浅绿色
硫酸铜
生成红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
(2)探究二：蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈是铁与_____________共同作用的结果，但放热缓慢。哪些因素能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热 某小组同学采用对照实验展开探究，设计实验方案如下：
(查阅资料：蒸汽眼罩内部
材料有铁粉、活性炭、
氯化钠、水等。)
药品
方案一 4 g 铁粉、2 ml 水
方案二 4 g 铁粉、2 ml 水、2 g 氯化钠
方案三 4 g 铁粉、2 ml 水、2 g 活性炭
方案四 4 g 铁粉、2 ml 水、2 g 活性炭、2 g 氯化钠
水和氧气
上列方案之间能否形成对照？若能，请指出变量；若不能，请说明理由。
方案二与方案四__________________；方案一与方案四__________________________________________________。
药品
方案一 4 g 铁粉、2 ml 水
方案二 4 g 铁粉、2 ml 水、2 g 氯化钠
方案三 4 g 铁粉、2 ml 水、2 g 活性炭
方案四 4 g 铁粉、2 ml 水、2 g 活性炭、2 g 氯化钠
能，变量为活性炭
不能，方案一与方案四对比有两组变量，无法形成对照
使用温度传感器收集数据并生成图像如下图。
对比分析图像，你获得的结论是______________________________
_____________________________________________。
在水和氧气存在的条件下，活性炭和氯化钠共同作用，加快了铁的生锈
(3)探究三：测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示：①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用m1、m2、m3等来表示。
你的实验方案_________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
__________________________________________________。处理数据，计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
①取蒸气眼罩内部材料称量，质量为m1，置于烧杯1中称量总质量为m2；②在烧杯2中加入过量的稀硫酸，称量总质量为m3，将稀硫酸全部倒入烧杯1中；③待反应完全后称取烧杯1内剩余物、烧杯1及烧杯2的总质量为m4，处理数据计算铁的质量分数
铁的质量分数=
28[(m2+m3)-m4]
m1
【反思评价】
①除上述探究中的因素外，影响铁生锈速率的因素还有
_____________________(写一条即可)。
②如何保存蒸汽眼罩___________________________。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识______________________
____________________________________________________。
氧气的浓度(水的质量)
密闭保存，防止与空气接触
既有利又有弊。
利：利用反应产生的能量；弊：造成金属锈蚀，资源浪费
谢谢观看

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