资源简介

(共15张PPT)
揭秘“暖宝宝”
互动闯关课件
趣味化学 · 科学探秘之旅
闯关目录
01
暖宝宝初印象
了解暖宝宝的基本概念和发热现象。
02
探秘发热芯
认识暖宝宝内部的主要成分及其作用。
03
揭秘发热原理
深入理解原电池反应和缓慢氧化过程。
04
安全使用手册
学习暖宝宝的正确使用方法和注意事项，守护使用安全。
05
最终挑战：知识大比拼
综合运用所学的全部知识，完成趣味十足的终极挑战关卡。
第一关：暖宝宝初印象
关卡导语
冬天里，小小的暖宝宝能给我们带来大大的温暖。你是否好奇过，这个神奇的小袋子里到底藏着什么秘密？它为什么能自己发热呢？
知识卡片
暖宝宝，又称暖贴，是一种便捷的取暖用品。它的核心部分是一个密封的内袋，里面装着一些黑色的粉末。当我们打开外袋，让内袋接触到空气后，它就会开始持续发热。
暖宝宝为什么能够自己发热？
选项 A
因为里面装了热水，通过热量传导发热
选项 B
内部铁粉等物质与空气发生氧化化学反应
选项 C
因为它吸收了太阳光中的能量转化为热能
选项 D
内置微型电池，通过电能转化为热能发热
提交答案
互动提示：请先点击上方一个你认为正确的选项，再点击“提交答案”按钮，即可查看详细的科学原理解析。
第二关：探秘发热芯
关卡导语
恭喜通过第一关！现在让我们打开暖宝宝的“心脏”——发热芯。它由多种神奇成分协同作用，共同完成发热过程。接下来我们将重点认识其中的三位核心“小帮手”。
核心主角 · 铁粉
负责与氧气发生持续氧化反应，是产生热量的主要来源。
反应助攻 · 活性炭
利用疏松多孔的结构，高效吸附空气中的氧气与水分，加速氧化过程。
催化专家 · 食盐
作为电解质，能显著降低水的沸点，大幅加快铁的电化学锈蚀速度。
题目2：加速发热的“催化剂”
题目描述：在暖宝宝的成分中，哪种物质起到了“催化剂”的作用，能显著加速整体的发热过程？
A. 铁粉主要的反应物，与氧气发生氧化反应放出热量
B. 活性炭疏松多孔结构，主要起吸附氧气和水的作用
C. 食盐溶于水形成电解质溶液，加速电化学腐蚀速率
D. 蛭石具有优异的保温性能，减少热量的快速散失
正确答案：C. 食盐 (NaCl)
第三关：揭秘发热原理
关卡导语
非常棒！我们已经认识了所有主要成分。现在，让我们深入探究这些成分是如何协同工作，产生热量的。这背后隐藏着一个重要的化学原理——原电池。
核心原理：微型原电池
暖宝宝内部的铁粉、活性炭、食盐和水构成了一个微型的原电池。铁粉作为负极失去电子，空气中的氧气在正极（活性炭）得到电子，整个氧化还原过程持续稳定地释放出热量。
题目3：曲线图分析
【题目描述】
根据左图（暖宝宝反应的温度和氧气浓度变化曲线），请仔细观察变化趋势，判断下列说法中错误的是哪一项？
A.铁粉生锈是一个放热反应，这与曲线中温度上升的趋势相符。
B.反应过程中消耗氧气，因此氧气浓度随时间推移在不断降低。
C.暖宝宝的最高温度出现在氧气浓度最低的时候。
D.这个实验数据直观地证明了化学反应常常伴随着能量的变化。
第四关：安全使用手册
了解了原理，我们更要懂得如何安全地使用暖宝宝。错误的使用方法可能会带来意想不到的危险，让我们一起掌握这些关键的安全知识吧！
贴在内衣外侧
严禁直接贴在皮肤上！热量会在局部积聚，极易造成低温烫伤。建议贴在秋衣等衣物的外层使用。
勿在睡眠时用
睡眠期间人体对温度的感知能力会显著下降。在无意识状态下，即使温度过高也无法及时察觉，容易造成深度烫伤。
远离密闭空间
暖宝宝中的铁粉氧化生锈是一个耗氧过程。若在被窝、帐篷等密闭空间大量使用，可能导致局部氧气浓度降低，存在缺氧风险。
题目4：安全使用判断
【题目描述】冬天在紧闭门窗的卫生间里，可以同时贴很多个暖宝宝来取暖，这样更暖和。请问这种做法是否正确？
A. 对
B. 错
提交答案
提示：请先选择您认为正确的选项，再点击“提交答案”查看详细解析。
第五关：最终挑战：知识大比拼
【关卡导语】恭喜你来到最后一关！这是对前面所有知识的综合考验，准备好迎接挑战了吗？让我们一起来回顾一下暖宝宝背后的科学奥秘。
本质属性：化学变化
暖宝宝的发热过程涉及新物质的生成，属于典型的化学变化，区别于物理放热。
核心配方：五大成分
由铁粉（还原剂）、活性炭（吸附）、食盐（电解质）、蛭石（保温）和水共同组成。
发热机制：缓慢氧化
利用原电池反应加速铁粉的缓慢氧化过程，将化学能持续稳定地转化为热能释放。
安全提示：使用须知
避免直接接触皮肤以防低温烫伤；使用时注意环境通风，防止因耗氧过多导致缺氧。
题目5：综合选择题
【题目描述】关于暖宝宝的发热原理与使用常识，结合我们学过的化学与物理知识，判断下列说法中完全正确的是哪一项？
A
暖宝宝发热是物理变化，因为这个过程中没有新物质生成，仅仅是能量的释放。
B
活性炭和食盐在暖宝宝中都起到了催化剂的作用，它们加速了反应速率且反应前后性质不变。
C
暖宝宝的原理可用于制作食品脱氧剂，因为铁粉氧化过程中会消耗包装内的氧气，防止食物变质。
D
为了让暖宝宝达到更高的温度，可以在使用前将其放入微波炉中进行加热预处理。
提交答案
题目6：铁生锈条件（填空题）
【题目描述】
铁生锈需要两个必要条件：一是要与__________接触，二是要与__________接触。
【交互与反馈】
在空白处填写你认为正确的答案（如：氧气、水）
点击“提交答案”按钮，系统将自动验证你的猜想
即时反馈：正确显示绿色提示，错误显示红色提示
实验小提示
观察右图三组对比实验，留意不同环境下（有水/无水、有空气/无空气）铁钉的生锈程度差异。
恭喜通关！
你已成为 “暖宝宝解密大师”
CERTIFIED MASTER
探索化学的乐趣，从身边的“小温暖”开始
感谢观看
探索永无止境
SEE YOU NEXT TIME跨学科实践活动7揭秘“暖宝宝”
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．某“贴身暖宝宝”的使用说明书(部分)如图，已知空气中氧气的含量按体积算为21%。化学兴趣小组展开探究，探究发热材料中各主要物质所起到的作用。下列分析正确的是
品名：××牌贴身暖宝宝 袋内物质成分：铁粉、水、活性炭、食盐、蛭石等…… 用法：使用时，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，可持续温暖12小时
实验装置 序号 其他试剂 200 s时的含量
① 10滴水 15%
② 干燥剂 21%
③ 10滴水和1.0 g食盐 8%
A．②③可以得出铁锈蚀需要有水 B．①③证明食盐能加快铁锈蚀，食盐可能是该化学反应的催化剂
C．①②③证明铁锈蚀过程炭粉发生化学反应 D．此实验不能推断出铁锈蚀需要水和氧气的参与
2．利用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。探究小组利用温度和氧气浓度传感器进行探究，实验结果如图。下列说法错误的是
A．铁粉能制作“暖宝宝”，说明铁生锈是放热反应
B．“暖宝宝中”中的铁粉、活性炭都是金属材料
C．由氧气浓度变化推测，铁粉还可用作食品脱氧剂
D．化学反应常常伴随着能量变化
3．光亮的铁钉在下列几种情况下，最容易生锈的是
A． B． C． D．
4．金属和溶液在生活中有着广泛的用途，下列有关说法正确的是
A．油可以用洗洁精洗去是因为油能溶解在洗洁精中
B．铁粉是“暖宝宝”的原料之一，因为铁能与氧气和水反应放热
C．蔗糖、氢氧化钠的水溶液都能导电，因为溶液中都有自由移动的离子
D．武德合金（铋、铅、锡、镉等金属合金）用于电路保险丝，熔点比锡高
5．化学与人类生产、生活密切相关。下列应用不涉及化学变化的是
A．利用铁粉制作暖宝宝 B．碳酸氢钠用作发酵粉
C．氢氧化钠用于处理含二氧化硫的工业废气 D．浓硫酸用来干燥氧气
6．下列措施中，不能防止铁制品锈蚀的是
A．存放在潮湿的空气中 B．镀一层耐腐蚀的金属
C．制成不锈钢 D．喷漆
7．放热反应在生产、生活中应用广泛。下列应用的主要原理不涉及放热反应的是
A．用水鉴别NaOH和NaCl B．炸药用于拆除危旧建筑
C．铁粉用于制作暖宝宝 D．生石灰用于加热即热食品
8．生活中很多变化都伴随着热量变化，下列热量变化不是由化学变化引起的是
A．苹果腐烂发热 B．生石灰与水混合放热
C．灯管通电发热 D．暖宝宝贴（内含铁粉 活性炭 NaCl固体等）发热
9．嫦娥五号从月球采样返回画面如图，返回舱内部的推进剂还有剩余，担心冻住后不好排出，所以贴暖宝宝给它暂时保暖。暖宝宝的发热原理其中一步反应为 ，则X的化学式为
A．H2O2 B．FeO C．Fe2O3 D．H2O
10．食品脱氧剂的主要成分为铁粉，可用于测量空气中氧气的浓度。如图所示，反应前AO的长度为，反应后BO的长度为，下列有关说法错误的是
A．测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气
B．实验测得氧气的质量分数为
C．实验前应弹动玻璃管，使脱氧剂分布均匀且紧密
D．脱氧剂应平铺在玻璃管中，增加与氧气的接触面积
二、填空题
11．2021年冬天，小明为了取暖在卫生间里贴满了“暖宝宝”（该产品说明书的部分内容为：“暖身更暖心，升温快。发热成分：高纯度铁粉、水、……发热时间：10h；平均温度；52℃），他把门窗关闭以防暖气泄漏。几分钟后，他失去意识而倒地，幸而被门外的朋友及时救起。请回答：
(1)铁氧化发热（原理同铁生锈），主要生成物的化学式为____________；
(2)小明失去意识并不是温度过高和身体本身的原因，而是因为___________。
12．小黄在使用“暖宝宝”的过程中，发现“暖宝宝”能够被磁铁吸引，顿时对其成分产生了兴趣，他开展了以下实验探究。
【查阅资料】
暖宝宝的成分是铁粉、活性炭、盐分、水等。盐分中主要含有氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、硫酸铜、硝酸钾中的一种或几种。
【进行实验】
步骤①：取少量“暖宝宝”中的粉末于烧杯中，加入足量水搅拌，过滤，得到黑色固体(经过洗涤、晾干)和无色滤液；
步骤②：取少量步骤①的无色滤液于烧杯中，滴加过量的硝酸钡溶液，没有沉淀产生，得到无色液体；
步骤③：取少量步骤②所得的无色液体于烧杯中，滴加适量经硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀。
回答下列问题。
(1)硝酸钾常用做___________肥。活性炭在净水过程起到___________作用。
(2)通过上述探究，可以判断“暖宝宝”的盐分中一定不含有_____，一定含有_____，无法判断是否含有___________。
(3)请设计简单的实验证明步骤①所得的黑色固体是混合物：___________。
13．铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究：
(1)探锈
现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验：
①A中玻璃仪器的名称是___________。
②用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”的目的是___________。
(2)除锈
取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁锈消失，铁钉表面开始有少量气泡产生。产生气泡的原因是___________(用化学方程式表示)。
《跨学科实践活动7揭秘“暖宝宝”》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B D B D A A C D B
1．B
【详解】A、实验②和③的变量是水和食盐，不符合控制变量原则，不能得出铁锈蚀需要有水的结论，不符合题意；
B、①③中食盐是变量，所以可证明食盐能加快铁锈蚀，食盐可能是该化学反应的催化剂，符合题意；
C、该系列实验可证明铁锈蚀是铁与水、氧气发生的反应，食盐能加快反应速率，但不能证明炭粉发生了化学反应，不符合题意；
D、此实验能推断出铁锈蚀需要水和氧气的参与，不符合题意；
故选B。
2．B
【详解】A、“暖宝宝”利用铁生锈放热来取暖，这表明铁生锈是放热反应，该选项正确，故不符合题意。
B、铁粉是金属材料，而活性炭是由碳元素组成的单质，属于非金属材料，该选项错误，故符合题意。
C、从氧气浓度变化曲线能看到，氧气浓度逐渐降低，说明铁粉可消耗氧气，所以铁粉还可用作食品脱氧剂，该选项正确，故不符合题意。
D、铁生锈过程中有热量放出，体现了化学反应常常伴随着能量变化，该选项正确，故不符合题意。
故选：B。
3．D
【详解】钢铁的锈蚀是由于钢铁与空气中的氧气、水蒸气同时接触，发生化学变化的结果，盐水能使反应速率加快。
故选D。
4．B
【详解】A、油可以用洗洁精洗去是因为洗洁精对油起到了乳化作用，选项说法错误；
B、铁粉是“暖宝宝”的原料之一，因为铁能与氧气和水反应放热，选项说法正确；
C、蔗糖溶液中只存在水分子和蔗糖分子，不能导电，选项说法错误；
D、一般合金的熔点低于其组成中纯金属的熔点，所以武德合金（铋、铅、锡、镉等金属合金）用于电路保险丝，熔点比锡低，选项说法错误。
故选B。
5．D
【详解】A、铁粉生锈的过程中放热，铁粉与空气中的水蒸气和氧气等发生化学反应，有氧化铁等新物质生成，故选项应用涉及化学变化。
B、碳酸氢钠用作发酵粉的过程中，碳酸氢钠受热分解，有二氧化碳等新物质生成，故选项应用涉及化学变化。
C、氢氧化钠处理含二氧化硫的工业废气的过程中，有亚硫酸钠等新物质生成，故选项应用涉及化学变化。
D、浓硫酸干燥氧气是利用其吸水性，没有新物质生成，属于物理变化，故选项应用没有涉及化学变化。
故选D。
6．A
【详解】A、存放在潮湿的空气中铁与水和氧气同时接触，易生锈，错误；
B、镀一层耐腐蚀的金属能使铁与水和氧气隔绝，能防锈，正确；
C、制成不锈钢改变了金属的内部结构，能防止铁生锈，正确；
D、喷漆能使铁与水和氧气隔绝，能防止生锈，正确。
故选：A。
7．A
【详解】A、用水鉴别NaOH和NaCl，主要是利用在溶解过程中能量的变化不同，不是放热反应，故选项符合题意；
B、炸药用于拆除危旧建筑，是利用炸药爆炸发生化学变化放出大量的热，故选项不符合题意；
C、铁粉用于制作暖宝宝，是利用了铁与氧气、水反应放热，故选项不符合题意；
D、生石灰用于加热即热食品，利用的是生石灰与水反应生成氢氧化钙，放出热量，故选项不符合题意。
故选A。
8．C
【详解】A、苹果腐烂的过程中有新物质菌类物质生成，属于化学变化；
B、生石灰与水反应能生成氢氧化钙，放热，属于化学变化；
C、灯管通电发热的过程中没有新物质生成，属于物理变化；
D、暖宝宝贴（内含铁粉 活性炭 NaCl固体等）发热，原理为形成原电池，盐类混合物为原电池的电解质，属于化学变化。
故选：C。
9．D
【分析】由质量守恒定律可知，化学反应前后原子种类和数目均相同。
【详解】反应前有4个铁原子，10个氧原子，8个氢原子，反应后有4个铁原子，12个氧原子，12个氢原子，还有4个氢原子，2个氧原子，X前面的化学计量数为2，则X的化学式为H2O，故选D。
10．B
【详解】A. 测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气，使管内压强减小，不符合题意；
B. 由题可知，实验测得氧气的体积分数为，不是质量分数，符合题意；
C. 实验前应弹动玻璃管，使食品脱氧剂分布均匀且紧密，充分消耗氧气，不符合题意；
D. 食品脱氧剂平铺在玻璃管中，可以增加铁粉与氧气的接触面积，不符合题意；
故选B。
11．(1)Fe2O3
(2)铁粉锈蚀消耗了氧气造成人缺氧而窒息
【详解】（1）铁氧化放热生成铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁，化学式为：Fe2O3；
（2）铁粉锈蚀实际上是铁与空气中的氧气和水发生了反应，故铁粉锈蚀消耗了氧气，会造成人缺氧而窒息，故小明失去意识。
12．(1) 复合 吸附
(2) 碳酸钠、硫酸钠、硫酸铜 氯化钠/NaCl 硝酸钾/KNO3
(3)取少量固体于烧杯中，加入足量的稀盐酸(或稀硫酸)，固体部分溶解，有气泡冒出，则证明黑色固体是混合物（或用磁铁吸引，只有部分固体可以被吸引）
【详解】（1）硝酸钾中含有钾元素和氮元素，常用做复合肥。活性炭具有疏松多孔结构，能吸附水中的色素和异味，在净水过程起到吸附作用；
（2）铁粉能被磁铁吸引，“暖宝宝”能够被磁铁吸引，“暖宝宝”中一定含有铁粉；
硫酸铜溶液呈蓝色，铁粉、活性炭呈黑色，取少量“暖宝宝”中的粉末于烧杯中，加入足量水搅拌，过滤，得到黑色固体(经过洗涤、晾干)和无色滤液，说明“暖宝宝”中一定含有铁粉，可能含有活性炭（单质），一定没有硫酸铜；
硫酸钠、硫酸钠都能与硝酸钡反应生成沉淀，取少量步骤①的无色滤液于烧杯中，滴加过量的硝酸钡溶液，没有沉淀产生，得到无色液体，说明“暖宝宝”中一定没有硫酸钠、硫酸钠；
氯化钠与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，取少量步骤②所得的无色液体于烧杯中，滴加适量经硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀，说明“暖宝宝”中一定存在氯化钠。
通过上述探究，可以判断“暖宝宝”的中一定不含有硫酸铜、硫酸钠、硫酸钠，一定含有铁粉、氯化钠，无法判断是否含有硝酸钾和活性炭，其中铁粉、活性炭属于单质。可以判断“暖宝宝”的盐分中一定不含有硫酸铜、硫酸钠、硫酸钠，一定含有氧化钠（NaCl），无法判断是否含有硝酸钾（KNO3）；
（3）步骤①所得的黑色固体可能铁粉和活性炭的混合物，铁粉能被磁铁吸引，能与盐酸（硫酸）溶液反应生成可溶性的盐和氢气，活性炭不能被磁铁吸引，不能与盐酸（硫酸）溶液反应；实验证明其为混合物的方法是：取少量固体于烧杯中，加入足量的稀盐酸(或稀硫酸)，固体部分溶解，有气泡冒出，则证明黑色固体是混合物（或用磁铁吸引，只有部分固体可以被吸引）。
13．(1) 试管 去除水中的溶解氧气
(2)
【详解】（1） ①A中玻璃仪器的名称是试管。 故答案为：试管。
②煮沸可以使水中的氧气的溶解度几乎为零，如果缓慢冷却，空气里的氧气会重新溶解在水中。而迅速冷却则可以防止氧气再次溶解，得到无氧蒸馏水，这对于需要控制氧气含量的实验非常重要，所以经煮沸迅速冷却的蒸馏水的主要目的是去除水中的溶解氧和其他气体，以减缓铁钉的氧化速度。
（2）气泡的产生是因为铁与盐酸反应生成了氢气，故其反应化学方程式表示为

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