跨学科实践活动6 发热袋的模拟制作(知识解读)2025-2026学年九年级化学下册同步知识解读与专题训练(新教材沪教版)
2025-12-26
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2份
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28页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 初中化学沪教版九年级下册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 跨学科实践活动6 发热袋的模拟制作 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.48 MB |
| 发布时间 | 2025-12-26 |
| 更新时间 | 2026-01-23 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55651802.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本初中化学讲义以溶液的组成、溶解度、饱和溶液与结晶为核心知识点,系统梳理溶质溶剂概念、溶解度曲线应用及一定溶质质量分数溶液配制的原理,通过发热袋模拟制作活动,构建“理论理解-原理探究-实践应用”的学习支架,衔接溶液基础知识与生活实际应用。
资料以跨学科实践活动为特色,设计资料收集、实验设计(如依据醋酸钠溶解度表选择药品器材)、小组自评(材料、外观、性能评价)等环节,培养科学探究与实践能力。结合自热米饭、掰掰热等典例及巩固训练题,融合科学思维(数据推理)与生活应用,课中辅助动手实践教学,课后助力知识查漏补缺与应用强化。
内容正文:
跨学科实践活动6 发热袋的模拟制作(知识解读)(解析版)
•知识点 发热袋的模拟制作
•作业 巩固训练
一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制
知识点
经过本章的学习,我们已经对溶质、溶剂、溶解度、饱和溶液、结晶等重要概念有了一定理解。溶液与我们的日常生活有着密切关联,人们常利用不同溶液的特殊性质,发挥其独特功能以满足生产生活需要。比如,市面上有一款发热袋,袋中充满了醋酸钠溶液。醋酸钠溶液是怎样发挥其神奇的发热功能的?
【活动任务一】研究发热袋的发热原理及使用方法
资料收集
发热袋的组成:
发热原理:
使用方法:
分析有关资料,思考以下问题:
1、常温下发热袋内的醋酸钠溶液与醋酸钠饱和溶液有何区别?
2、发热袋中放置的金属铁片起什么作用?
3、发热时醋酸钠溶液发生了什么变化?
4、请从溶解度的角度讨论发热袋是怎样实现重复使用的。
【活动任务二】简易发热袋的模拟制作
已知醋酸钠的溶解度与温度的关系如下表所示。请结合醋酸钠的溶解度,自行选择实验所需的药品与器材,与你的小组成员合作自制一款发热袋。
表 醋酸钠在不同温度时的溶解度
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
36.2
40.8
46.4
54.6
65.6
139
153
161
170
实验药品与器材(参考)
实验药品:无水醋酸钠、蒸馏水等。
实验器材:铁架台、陶土网、酒精灯、温度计、天平、玻璃棒、烧杯、量筒等。
请从材料使用、产品外观、产品性能等方面对你们小组所设计的发热袋进行评价,把评价的结果填入下表中。
表 小组自评表
自评维度
评价内容
材料使用
是否价廉易得、操作简便等:
产品外观
是否简约美观、便于携带等:
产品性能
是否快速发热、持续供热等:
各小组将制作的发热袋进行展示,并从上述三个方面对产品进行评价。最后,你可以为小组的产品提供一份完整的说明书,并撰写一篇科技小论文。
【典例1】“掰掰热”发热袋中装有醋酸钠溶液和一小块金属片。掰动金属片,袋内液体迅速结晶且发热。醋酸钠在不同温度时的溶解度如表所示。下列说法不正确的是
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
36.2
40.8
46.4
54.6
65.6
139
153
161
170
A.醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大
B.30℃时,将30g醋酸钠加入50g水中,所得溶液质量为80g
C.60℃的醋酸钠饱和溶液降温至30℃,溶剂质量不变
D.将发热袋放入热水中,可再次循环使用
【典例2】阅读下列短文,回答问题。
自热米饭给人们的生活带来便利。自热米饭主要由料包和发热包组成,其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。如图所示,向发热包中加冷水,生石灰与水反应快速放热,活性炭、铁粉、铝粉与碳酸钠作用持续放热,可加热食物。而硅藻土疏松多孔,可起到缓冲反应的作用,为发热包提供安全保障。自热米饭虽然方便,但若加水后盒盖上的出气口不慎被堵住,会导致食品盒膨胀,甚至爆炸,所以禁止携带上高铁。
(1)自热米饭内盒的铝箔材料能使米饭受热更快,其原因是铝具有良好的 性。
(2)向发热包中加冷水后,发热包快速放热,写出发生反应的化学方程式 。
(3)衣服上沾有的油污可用汽油洗去,这是汽油能 (填“溶解”或“乳化”)油污。
【变式1-1】“天宫课堂”第二课中“太空教师”王亚平演示了太空“冰雪”实验。实验中用过饱和醋酸钠溶液形成液态球体,再用带有结晶核的绳子接触液球,瞬间结冰变成“冰球”,这个“冰球”其实是“热球”。如图是醋酸钠的溶解度曲线,下列说法正确的是
A.根据溶解度曲线,推知醋酸钠可溶于水
B.时,饱和醋酸钠溶液的溶质质量分数是65.6%
C.A点的饱和溶液升温至,溶质质量分数增大
D.过饱和醋酸钠溶液结晶过程中放热,该原理可用作自制发热袋的实践活动
【变式1-2】发热袋的模拟制作
市面上有一款发热袋被称为“掰掰热暖手宝”(如图所示),包装袋中盛有过饱和醋酸钠溶液和一块小铁片。查阅资料得知,溶液中溶质的量超过它的溶解度,这种溶液称为过饱和溶液,一般是较高温度的饱和溶液冷却形成的;过饱和溶液不稳定,如果搅拌、使溶液受到震动、或往溶液里投入固体“晶种”,溶液里的过量溶质就会马上结晶析出。
(1)使用“掰掰热暖手宝”时只要掰动小铁片,袋中的溶液受到震动会结晶,这个过程会 (填“放热”或“吸热”)。
(2)“掰掰热暖手宝”可重复使用,方法:将用过的暖手宝放入开水中煮3-5分钟,其中的醋酸钠晶体全部溶解形成过饱和溶液,就可再次使用。由此推测,暖手宝的外包装袋应具备的性质是 ,醋酸钠的溶解度受温度的影响情况为 。
(3)兴趣小组认为制作简易发热袋时,配制合适的过饱和醋酸钠溶液是关键。
①“合适的过饱和醋酸钠溶液”是指溶液结晶时 且持续的时间长,确保发热袋的功效。
②兴趣小组经过多次探究,发现配制合适的过饱和醋酸钠溶液时醋酸钠与水的质量比不超过1:1。在10℃时,某同学带的外包装袋能盛放20mL水,要配成该温度下合适的过饱和溶液,理论上加入醋酸钠的质量m的范围为 (已知10℃时醋酸钠的溶解度为40.8g)。
1.下图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混合,杯内食物温度明显上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是
A.蔗糖 B.氢氧化钠 C.氯化钠 D.硝酸铵
2.“冷敷袋”在日常生活中有降温、保鲜和阵痛等多种用途,下列组合中可以用于冷敷袋的是
A.氢氧化钠和水 B.氯化钠和水 C.硝酸铵和水 D.蔗糖和水
3.下列有关科学知识在生产和生活中的应用解释正确的是
A.用水灭火,是因为水能降低可燃物的着火点
B.炒菜用碘盐,是因为碘能预防佝偻病
C.用硝酸铵和水自制冷敷袋,是因为硝酸铵溶于水会吸收热量
D.用金刚石裁玻璃,是因为金刚石的化学性质稳定
4.水是一种最常用的溶剂。下列做法或说法正确的是
A.降低水的硬度可加入明矾
B.硝酸铵溶于水封袋可给高烧病人降温
C.水受热蒸发水分子变大
D.和CuO反应可证明水由氢气和氧气组成
5.市面上有一款发热袋,袋中装有醋酸钠溶液和一小块金属片。掰动金属片,袋内液体迅速结晶且发热。醋酸钠在不同温度时的溶解度如下表所示。下列说法不正确的是
温度/
0
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
36.2
40.8
46.4
54.6
65.6
139
153
161
170
A.醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大
B.时,将醋酸钠加入水中,所得溶液质量为
C.的醋酸钠饱和溶液降温至,溶剂质量不变
D.将发热袋放入热水中,可再次循环使用
6.市面上有一款发热袋称为“掰掰热暖手宝”,包装袋中盛有一定浓度的醋酸钠溶液和一块小铁片。使用时,只要掰动小铁片,袋中的溶液会出现固体。已知:20℃时醋酸钠溶解度为46.4g。下列说法错误的是
A.使用“掰掰热暖手宝”时,袋中溶液结晶放热
B.配制醋酸钠溶液时,用玻璃棒搅拌可增大醋酸钠的溶解度
C.20℃时,饱和醋酸钠溶液的溶质质量分数是
D.暖手宝放水中煮,可重复使用,说明醋酸钠的溶解度随温度升高而增大
7.以实验事实和化学原理为依据进行科学推理是学习化学的重要方法之一,下列推理得出的相关结论正确的是
A.酸电离出的阳离子是H+,NaHCO3能电离出H+,所以NaHCO3是酸
B.单质是由一种元素组成的,所以凡是由一种元素组成的物质均为单质
C.气体的溶解度随压强增大而增大,CO2是气体,所以CO2的溶解度随压强的增大而增大
D.化学变化过程中常伴有发光发热等现象,所以凡是有发光发热现象发生的变化一定是化学变化
8.市面上有一款发热袋,袋中充满了醋酸钠溶液。悦悦计划自制发热袋并开展了如下探究活动。
任务一:了解发热袋中醋酸钠在不同温度的溶解度变化。(如下表)
温度/℃
10
20
30
40
50
60
80
溶解度/g
40.8
46.4
54.6
65.6
83
139
153
(1)醋酸钠属于 (填“易溶”“可溶”或“难溶”)物质。
(2)时;向盛有水的烧杯中加入醋酸钠固体形成 (饱和或不饱和)溶液。
任务二:配制一定质量分数的醋酸钠溶液。
(3)时,悦悦将醋酸钠加入水中。此时其质量分数为 (列出计算式即可)。
9.请用化学知识回答下列问题:
(1)水的硬度过高会给生活和生产带来很多麻烦,生活中通常用 来区分硬水和软水。
(2)揉搓冷敷袋,水袋破裂,盐溶解吸热。这种盐是 (填“氯化钠”或“硝酸铵”)。
10.阅读短文,回答相关问题。
白酒的“度数”
白酒的“度数”指的是白酒中酒精的含量。这里的含量不是指质量分数,而是体积分数。例如,52度(52°)的酒表示100mL酒中含有52mL酒精(通常为20℃时的测量值)。体积分数也是一种表示溶液组成的方法。
(1)小川同学要量取20毫升酒精,视线应与 保持水平。
(2)小川把20mL酒精和20mL水混合在一起,发现了“异常”现象,体积小于40mL,从分子的观点解释原因: ;还发现量筒的外壁发热,从这个现象你能获得的信息是 。
(3)38°的白酒,38°表示的意义是 。
11.溶液与我们的生活密切相关。
(1)医疗上所用的生理盐水中的溶质是 (填化学式),此物质也是食盐的主要成分,我国古代劳动人民很早就会利用“淋煎”的方法来制取海盐,此方法中的“煎”相当于 结晶。
(2)市面上有一款发热袋名叫“掰掰热”,密封袋中充满了醋酸钠溶液,掰动溶液中的金属片,发热袋内就会析出醋酸钠晶体并放出热量,晶体溶解后发热袋可重复使用。下表为醋酸钠在不同温度时的溶解度:
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
36.2
40.8
46.4
54.6
65.6
139
153
161
170
根据上表中的数据,使袋内析出的晶体继续溶解的方法是 。
(3)小华同学也想自制一款“掰掰热”。他在时,水中加入 醋酸钠恰好达到饱和,把此溶液放入盛有金属片的塑料袋中操作后并未出现预期现象,下一步正确的做法是 (填序号)。
A.感到困惑,放弃制作 B.查阅资料,分析原因 C.请教老师,小组研讨
12.学习小组开展“发热袋的模拟制作”的跨学科实践活动。
活动一:探秘发热袋的发热原理及使用方法
市面上有一款“掰掰热暖手宝”(如图所示),包装袋中盛有过饱和醋酸钠溶液和一块小铁片。
【查阅资料】过饱和溶液是指溶液中所含溶质的量大于在该温度下饱和溶液中溶质的含量的溶液,一般是较高温度的饱和溶液冷却形成的。过饱和溶液不稳定,如果搅拌、使溶液受到震动、或往溶液里投入固体“晶种”,溶液里的过量溶质就会结晶析出。
(1)使用“掰掰热暖手宝”时只要来回掰动小铁片,袋中的过饱和溶液受到震动会结晶,这个过程会 (填“放热”或“吸热”)。
(2)“掰掰热暖手宝”可重复使用。将用过的暖手宝放入开水中煮3~5分钟,其中的醋酸钠晶体全部溶解后再冷却形成过饱和溶液,就可再次使用。由此推测,醋酸钠的溶解度受温度的影响情况为 。
活动二:模拟制作简易发热袋
(3)选择制作简易发热袋的外包装袋应考虑的因素有 (选填字母)。
a.强度大 b.能耐受一定的温度 c.易密封 d.难溶于水
(4)配制合适的过饱和醋酸钠溶液是关键。小组同学通过AI搜索发现配制时醋酸钠与水的质量比以不超过为宜。在0℃时,某同学用200mL水(密度为1g/mL),要配成该温度下合适的过饱和溶液,理论上加入醋酸钠的质量m的范围为 (已知0℃时醋酸钠的溶解度为33.0g)。
13.水与溶液在生产生活中有广泛的用途。
(1)从物质分类看,自来水属于 。检验自来水是硬水还是软水,可选用的物质是 。
(2)在水中加入洗涤剂可增强去油污的能力,这是因为洗涤剂有 作用。
(3)自热米饭是利用发热包中的生石灰与水反应放出的热量来对米饭进行加热的,则生石灰与水反应的化学方程式为 。
(4)如图为甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线。
①30℃时,向30g甲物质中加入50g水,充分搅拌后需再加入 g水恰好形成饱和溶液。
②若甲中混有少量乙,采用 的方法提纯甲。
③30℃时,将甲、乙、丙的饱和溶液降温到10℃,所得溶液的溶质质量分数最小的是 。
(5)稀释浓硫酸时要特别注意安全。把100g质量分数为98%的浓硫酸稀释成10%的稀硫酸,需要水的质量是 g。
14.实验小组同学对市面上一款艾草精油自发热鞋垫感兴趣。鞋垫内除了装有发热材料外,还添加艾草中药成分,并采用透气耐磨的无纺布。
【查阅资料】发热鞋垫主要成分为艾草精油、铁粉、活性炭和氯化钠等。
【知识应用】
(1)提取艾草精油的一种方法是将艾叶与水充分浸泡,经蒸馏得到精油和水的混合物、该混合物 (选填“是”或“不是”)溶液,收集上层油类物质可获得艾草精油。
【问题一】自发热鞋垫的工作原理是什么?
(2)自发热鞋垫原理是铁生锈,即铁与 共同作用的结果,缓慢氧化放出热量。
【实验探究1】
(3)为了探究鞋垫中氯化钠的作用,小组同学用图1所示的装置进行实验,实验数据如图2所示。结合反应原理和对比图2中曲线,可知氯化钠能加快氧化反应,判断的依据是 。
【问题二】使用过的鞋垫中的固体是否还有铁粉、活性炭?
【实验探究2】
(4)步骤1:取少量固体于试管中,放入试管中,滴加硫酸铜溶液,观察到有 色固体析出,证明固体中有铁粉。该反应的化学方程式为 。
步骤2:取少量固体放在燃烧匙中进行图3所示操作。某同学认为实验中“烧杯内壁澄清石灰水变浑浊”作为“固体中含有活性炭”的证据不可靠,理由是 。该同学重新设计了图4的实验,最终证明固体中确实含有活性炭。
【交流反思】
(5)结合发热鞋垫及其探究结果,下列分析正确的是_________(填字母)。
A.金属的锈蚀对我们的生活生产有益无害
B.利用铁生锈原理可用于测定空气中氧气体积分数
C.可以回收氧化铁并冶炼成铁,实现原料的重复利用
D.自发热鞋垫须妥善保存,避免外袋破损而失效
15.自热食品中的发热包浸泡在水中即可发热。同学们开展了“探秘发热包”探究活动。
【查阅资料】资料一:发热包发热温度能保持在以上分钟。
资料二:发热包中发热粉的主要成分为Al粉、生石灰及。
反应I 。
反应II 。
反应III 。
探究任务一:上述哪个反应是使发热包温度达到以上的主要原因?
【进行实验】分别取不同样品,各加水,其温度与时间变化的曲线如图。
【分析讨论】
(1)通过曲线可知,反应 (填序号)不能使温度达到以上。
(2)甲同学认为,通过曲线可知,主要是反应III使发热包温度达到以上;乙同学认为此结论不准确,曲线对应实验中使用了固体,温度较高的原因也可能与 有关;对此,甲同学补充说明,通过曲线可知,反应III是发热包温度达到以上的主要原因,请说明他得出此结论的理由 。
探究任务二:发热粉能持续发热10~15分钟的原因是什么?
【分析讨论】
(3)对比曲线a、c、d可知,发热粉持续发热的原因可能是:反应 (填序号)能够逐渐地产生,产生的再与Al粉反应,持续放出热量。
(4)曲线a对应样品比曲线d对应样品先开始发热的原因是 。
【总结提升】可通过控制反应物的成分来调控化学反应的路径,以满足生产生活的需要。
【拓展延伸】
(5)使用发热包时,撕开外包装塑料袋,检查装有发热粉的无纺布袋无破损后,放入凉水中。使用后妥善处理发热包。试推测无纺布应具备的性质 (答一条)。
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跨学科实践活动6 发热袋的模拟制作(知识解读)(解析版)
•知识点 发热袋的模拟制作
•作业 巩固训练
一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制
知识点
经过本章的学习,我们已经对溶质、溶剂、溶解度、饱和溶液、结晶等重要概念有了一定理解。溶液与我们的日常生活有着密切关联,人们常利用不同溶液的特殊性质,发挥其独特功能以满足生产生活需要。比如,市面上有一款发热袋,袋中充满了醋酸钠溶液。醋酸钠溶液是怎样发挥其神奇的发热功能的?
【活动任务一】研究发热袋的发热原理及使用方法
资料收集
发热袋的组成:主要含过饱和醋酸钠溶液、金属铁片(触发片)。
发热原理:过饱和醋酸钠溶液处于不稳定状态,触发金属片振动使溶液结晶,结晶过程放出热量。
使用方法:掰动袋内金属片,触发结晶放热。
分析有关资料,思考以下问题:
1、常温下发热袋内的醋酸钠溶液与醋酸钠饱和溶液有何区别?
常温下溶液的区别:发热袋内是过饱和醋酸钠溶液(溶解的溶质远超常温溶解度,不稳定);普通饱和溶液是常温下溶质溶解达最大值,稳定。
2、发热袋中放置的金属铁片起什么作用?
金属铁片的作用:作为晶核,振动时打破过饱和溶液的不稳定状态,引发醋酸钠结晶。
3、发热时醋酸钠溶液发生了什么变化?
发热时的变化:过饱和醋酸钠溶液结晶(由液态变为固态晶体),同时释放热量。
4、请从溶解度的角度讨论发热袋是怎样实现重复使用的。
重复使用的原理:将结晶后的发热袋加热,醋酸钠晶体在高温下溶解度增大(参考表格:100℃时溶解度达 170g),重新溶解为过饱和溶液,冷却后恢复不稳定状态,可再次触发发热。
【活动任务二】简易发热袋的模拟制作
已知醋酸钠的溶解度与温度的关系如下表所示。请结合醋酸钠的溶解度,自行选择实验所需的药品与器材,与你的小组成员合作自制一款发热袋。
表 醋酸钠在不同温度时的溶解度
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
36.2
40.8
46.4
54.6
65.6
139
153
161
170
实验药品与器材(参考)
实验药品:无水醋酸钠、蒸馏水等。
实验器材:铁架台、陶土网、酒精灯、温度计、天平、玻璃棒、烧杯、量筒等。
请从材料使用、产品外观、产品性能等方面对你们小组所设计的发热袋进行评价,把评价的结果填入下表中。
表 小组自评表
自评维度
评价内容
材料使用
是否价廉易得、操作简便等:无水醋酸钠、密封袋易获取,操作简单
产品外观
是否简约美观、便于携带等:密封袋小巧,便于携带
产品性能
是否快速发热、持续供热等:掰动铁片后快速发热,持续时间较长
各小组将制作的发热袋进行展示,并从上述三个方面对产品进行评价。最后,你可以为小组的产品提供一份完整的说明书,并撰写一篇科技小论文。
一、发热袋使用说明书
【产品名称】简易醋酸钠发热袋
【产品成分】过饱和醋酸钠溶液、金属触发片
【使用方法】
取出发热袋,轻轻掰动袋内金属触发片;
袋内液体迅速结晶并发热,可直接用于保暖(如手握、贴敷)。
【重复使用方法】
将结晶后的发热袋放入热水中加热(水温≥80℃),搅拌至晶体完全溶解,冷却后即可再次使用。
【注意事项】
避免尖锐物品刺破包装袋,防止溶液泄漏;
加热复用时注意水温,避免烫伤。
二、科技小论文(示例)
《小小发热袋:过饱和溶液的 “热魔法”》
在生活中,发热袋是冬季保暖的实用工具,而它的核心奥秘藏在 “过饱和溶液”的特性里。
我们制作的发热袋,核心材料是过饱和醋酸钠溶液。常温下,醋酸钠的溶解度约为 46.4g(20℃),但通过加热溶解更多溶质、再冷却的方式,能得到 “溶解量远超常温溶解度” 的过饱和溶液 —— 它像一个 “充满能量的不稳定容器”。当掰动金属触发片时,振动会打破这种不稳定,醋酸钠迅速结晶,这个过程会释放热量,让袋体温度快速上升。
从溶解度角度看,醋酸钠的溶解度随温度升高大幅增加(100℃时溶解度达 170g),这让发热袋能重复使用:加热结晶后的固体,它会重新溶解为过饱和溶液,冷却后再次具备发热能力。
这个小小的发热袋,是化学知识与生活需求的巧妙结合 —— 过饱和溶液的 “不稳定”,最终变成了能温暖我们的“热魔法”。
【典例1】“掰掰热”发热袋中装有醋酸钠溶液和一小块金属片。掰动金属片,袋内液体迅速结晶且发热。醋酸钠在不同温度时的溶解度如表所示。下列说法不正确的是
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
36.2
40.8
46.4
54.6
65.6
139
153
161
170
A.醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大
B.30℃时,将30g醋酸钠加入50g水中,所得溶液质量为80g
C.60℃的醋酸钠饱和溶液降温至30℃,溶剂质量不变
D.将发热袋放入热水中,可再次循环使用
【答案】B
【详解】A、由表格中数据可知,醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大,故A说法正确;
B、30℃ 时醋酸钠的溶解度为 54.6 g,对于 50 g 水,最大溶解量为27.3g,故溶液质量 = 溶解的溶质质量 + 溶剂质量 = 27.3 g + 50 g = 77.3 g,故B说法错误;
C、60℃的醋酸钠饱和溶液降温至30℃,醋酸钠的溶解度减小,析出晶体,溶剂质量不变,故C说法正确;
D、醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大,发热袋结晶后,将发热袋放入热水中,可通过升温使醋酸钠重新溶解,恢复溶液状态,实现循环使用,故D说法正确;
故选B。
【典例2】阅读下列短文,回答问题。
自热米饭给人们的生活带来便利。自热米饭主要由料包和发热包组成,其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。如图所示,向发热包中加冷水,生石灰与水反应快速放热,活性炭、铁粉、铝粉与碳酸钠作用持续放热,可加热食物。而硅藻土疏松多孔,可起到缓冲反应的作用,为发热包提供安全保障。自热米饭虽然方便,但若加水后盒盖上的出气口不慎被堵住,会导致食品盒膨胀,甚至爆炸,所以禁止携带上高铁。
(1)自热米饭内盒的铝箔材料能使米饭受热更快,其原因是铝具有良好的 性。
(2)向发热包中加冷水后,发热包快速放热,写出发生反应的化学方程式 。
(3)衣服上沾有的油污可用汽油洗去,这是汽油能 (填“溶解”或“乳化”)油污。
【答案】(1)导热
(2)
(3)溶解
【详解】(1)自热米饭内盒的铝箔材料能使米饭受热更快,其原因是铝具有良好的导热性;
(2)向发热包中加冷水后,发热包快速放热,是因为生石灰与水反应生成氢氧化钙,该反应放出大量的热,化学方程式为;
(3)衣服上沾有的油污可用汽油洗去,这是因为汽油能溶解油污。
【变式1-1】“天宫课堂”第二课中“太空教师”王亚平演示了太空“冰雪”实验。实验中用过饱和醋酸钠溶液形成液态球体,再用带有结晶核的绳子接触液球,瞬间结冰变成“冰球”,这个“冰球”其实是“热球”。如图是醋酸钠的溶解度曲线,下列说法正确的是
A.根据溶解度曲线,推知醋酸钠可溶于水
B.时,饱和醋酸钠溶液的溶质质量分数是65.6%
C.A点的饱和溶液升温至,溶质质量分数增大
D.过饱和醋酸钠溶液结晶过程中放热,该原理可用作自制发热袋的实践活动
【答案】D
【详解】A、由图可知,20℃时醋酸钠的溶解度大于20g,为易溶性物质,故A不符合题意;
B、由图可知,40℃时醋酸钠的溶解度为65.6g,则此时饱和醋酸钠溶液的溶质质量分数为,故B不符合题意;
C、由图可知,醋酸钠的溶解度随温度升高而增大,则将40℃时的饱和溶液升温到60℃,醋酸钠的溶解度增大,饱和溶液变为不饱和溶液,溶液的溶质质量分数不变,故C不符合题意;
D、由过饱和醋酸钠溶液形成的“液球”在接触绳子的一端后瞬间变成温热的“冰球”可知,过饱和醋酸钠溶液结晶过程放出热量,该原理可用作自制发热袋的实践活动,故D符合题意。
故选D。
【变式1-2】发热袋的模拟制作
市面上有一款发热袋被称为“掰掰热暖手宝”(如图所示),包装袋中盛有过饱和醋酸钠溶液和一块小铁片。查阅资料得知,溶液中溶质的量超过它的溶解度,这种溶液称为过饱和溶液,一般是较高温度的饱和溶液冷却形成的;过饱和溶液不稳定,如果搅拌、使溶液受到震动、或往溶液里投入固体“晶种”,溶液里的过量溶质就会马上结晶析出。
(1)使用“掰掰热暖手宝”时只要掰动小铁片,袋中的溶液受到震动会结晶,这个过程会 (填“放热”或“吸热”)。
(2)“掰掰热暖手宝”可重复使用,方法:将用过的暖手宝放入开水中煮3-5分钟,其中的醋酸钠晶体全部溶解形成过饱和溶液,就可再次使用。由此推测,暖手宝的外包装袋应具备的性质是 ,醋酸钠的溶解度受温度的影响情况为 。
(3)兴趣小组认为制作简易发热袋时,配制合适的过饱和醋酸钠溶液是关键。
①“合适的过饱和醋酸钠溶液”是指溶液结晶时 且持续的时间长,确保发热袋的功效。
②兴趣小组经过多次探究,发现配制合适的过饱和醋酸钠溶液时醋酸钠与水的质量比不超过1:1。在10℃时,某同学带的外包装袋能盛放20mL水,要配成该温度下合适的过饱和溶液,理论上加入醋酸钠的质量m的范围为 (已知10℃时醋酸钠的溶解度为40.8g)。
【答案】(1)放热
(2) 耐高温、强度大、难溶于水 醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大
(3) 放出热量大 8.16g<m≤20g
【详解】(1)使用“掰掰热暖手宝”时只要掰动小铁片,袋中的溶液受到震动会结晶,饱和溶液结晶会放出热量;
(2)由题干信息可知,暖手宝使用时掰动小铁片,袋中的溶液受到震动会结晶,用过的暖手宝放入开水中煮3-5分钟,其中的醋酸钠晶体全部溶解形成过饱和溶液,就可再次使用,由此推测,暖手宝的外包装袋应具备的性质是耐高温、强度大、难溶于水,醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大;
(3)①暖手宝的功效是持续放出较大热量,则制作简易发热袋时,配制的“合适的过饱和醋酸钠溶液”是指溶液结晶时放出热量大且持续的时间长;
②10℃时醋酸钠的溶解度为40.8g,可知100g水中最多溶解醋酸钠40.8g,则20mL(20g)水中最多溶解醋酸钠质量为,根据过饱和醋酸钠溶液时醋酸钠与水的质量比不超过1:1,可知加入醋酸钠的质量最多为20g,则要配成该温度下合适的过饱和溶液,理论上加入醋酸钠的质量m的范围为8.16g<m≤20g。
1.下图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混合,杯内食物温度明显上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是
A.蔗糖 B.氢氧化钠 C.氯化钠 D.硝酸铵
【答案】B
【分析】由信息可知此实验是水与固体混合后放出热量。
【详解】A、蔗糖溶于水时没有明显的热量变化,故A不正确;
B、氢氧化钠溶于水时会放热量,故B正确;
C、氯化钠溶于水无明显的热量变化,故C不正确;
D、硝酸铵溶于水时会吸收热量,故D不正确。
故选B。
2.“冷敷袋”在日常生活中有降温、保鲜和阵痛等多种用途,下列组合中可以用于冷敷袋的是
A.氢氧化钠和水 B.氯化钠和水 C.硝酸铵和水 D.蔗糖和水
【答案】C
【详解】A、氢氧化钠溶于水会放出大量的热,温度升高,不能用于冷敷袋,该选项错误;
B、氯化钠溶于水时,溶液温度基本不变,无法起到降温作用,不能用于冷敷袋,该选项错误;
C、硝酸铵溶于水会吸收热量,使溶液温度降低,可用于冷敷袋,该选项正确;
D、蔗糖溶于水时,溶液温度基本不变,不能用于冷敷袋,该选项错误。
故选:C。
3.下列有关科学知识在生产和生活中的应用解释正确的是
A.用水灭火,是因为水能降低可燃物的着火点
B.炒菜用碘盐,是因为碘能预防佝偻病
C.用硝酸铵和水自制冷敷袋,是因为硝酸铵溶于水会吸收热量
D.用金刚石裁玻璃,是因为金刚石的化学性质稳定
【答案】C
【详解】A、着火点是物质的固有属性,一般不能改变。用水灭火是因为水蒸发吸热,使温度降低到可燃物的着火点以下,而不是降低着火点,故解释错误;
B、炒菜用碘盐,是因为碘是甲状腺激素的重要成分,能预防甲状腺肿大,而预防佝偻病需要补充钙和维生素D等,故解释错误;
C、硝酸铵溶于水会吸收热量,使周围温度降低,所以可以用硝酸铵和水自制冷敷袋,故解释正确;
D、用金刚石裁玻璃,是因为金刚石的硬度大,而不是因为其化学性质稳定,故解释错误。
故选C。
4.水是一种最常用的溶剂。下列做法或说法正确的是
A.降低水的硬度可加入明矾
B.硝酸铵溶于水封袋可给高烧病人降温
C.水受热蒸发水分子变大
D.和CuO反应可证明水由氢气和氧气组成
【答案】B
【详解】A、明矾溶于水形成的胶状物,具有吸附性,能吸附水中的悬浮杂质使其沉降,但不能降低水中钙镁离子的含量,即不能降低水的硬度,故选项做法不正确;
B、硝酸铵溶于水吸热,用其制成的封袋可给高烧病人降温,故选项做法正确;
C、水受热蒸发,水分子间的间隔变大,而水分子的大小不变,故选项做法不正确;
D、和CuO在加热的条件下生成铜和水,氢气由氢元素组成,氧化铜由铜元素和氧元素组成,生成的铜只含有铜元素,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,可得出水是氢元素和氧元素组成,故选项说法不正确。
故选B。
5.市面上有一款发热袋,袋中装有醋酸钠溶液和一小块金属片。掰动金属片,袋内液体迅速结晶且发热。醋酸钠在不同温度时的溶解度如下表所示。下列说法不正确的是
温度/
0
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
36.2
40.8
46.4
54.6
65.6
139
153
161
170
A.醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大
B.时,将醋酸钠加入水中,所得溶液质量为
C.的醋酸钠饱和溶液降温至,溶剂质量不变
D.将发热袋放入热水中,可再次循环使用
【答案】B
【详解】A、由表格中数据可知,醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大,故A说法正确;
B、60℃时,醋酸钠的溶解度是139g,所以在该温度下,50g水中最多溶解69.5g醋酸钠,时,将醋酸钠加入水中,所得溶液质量为69.5g+50g=119.5g,故B说法不正确;
C、60℃的醋酸钠饱和溶液降温至20℃,醋酸钠的溶解度减小,析出晶体,溶剂质量不变,故C说法正确;
D、醋酸钠的溶解度随温度的升高而增大,发热袋结晶后,将发热袋放入热水中,可通过升温使醋酸钠重新溶解,恢复溶液状态,实现循环使用,故D说法正确;
故选:B。
6.市面上有一款发热袋称为“掰掰热暖手宝”,包装袋中盛有一定浓度的醋酸钠溶液和一块小铁片。使用时,只要掰动小铁片,袋中的溶液会出现固体。已知:20℃时醋酸钠溶解度为46.4g。下列说法错误的是
A.使用“掰掰热暖手宝”时,袋中溶液结晶放热
B.配制醋酸钠溶液时,用玻璃棒搅拌可增大醋酸钠的溶解度
C.20℃时,饱和醋酸钠溶液的溶质质量分数是
D.暖手宝放水中煮,可重复使用,说明醋酸钠的溶解度随温度升高而增大
【答案】B
【详解】A、使用时,只要掰动小铁片,袋中的溶液受到震动会结晶,这个过程会放热,暖手宝就热起来了,故选项说法正确;
B、配制醋酸钠溶液时,用玻璃棒搅拌只能加快溶解,不能增大醋酸钠的溶解度,故选项说法错误;
C、20℃时醋酸钠溶解度为46.4g,则20℃时,饱和醋酸钠溶液的溶质质量分数是,故选项说法正确;
D、使用时,只要掰动小铁片,袋中的溶液会出现固体,暖手宝放水中煮,可重复使用,说明温度升高,醋酸钠的溶解度增大,故选项说法正确。
故选B。
7.以实验事实和化学原理为依据进行科学推理是学习化学的重要方法之一,下列推理得出的相关结论正确的是
A.酸电离出的阳离子是H+,NaHCO3能电离出H+,所以NaHCO3是酸
B.单质是由一种元素组成的,所以凡是由一种元素组成的物质均为单质
C.气体的溶解度随压强增大而增大,CO2是气体,所以CO2的溶解度随压强的增大而增大
D.化学变化过程中常伴有发光发热等现象,所以凡是有发光发热现象发生的变化一定是化学变化
【答案】C
【详解】A. 酸电离出的阳离子全部是氢离子,碳酸氢钠能电离出的阳离子有氢离子和钠离子两种阳离子,故A不正确;
B. 单质是由一种元素组成的,由一种元素组成的物质可能是单质或混合物,故B不正确;
C. 气体的溶解度随压强增大而增大,二氧化碳是气体,所以二氧化碳的溶解度随压强的增大而增大,故C正确;
D. 化学变化过程中常伴有发光发热等现象,所有发光发热现象发生的变化不一定是化学变化,如电灯发光,故D不正确;
故选:C。
8.市面上有一款发热袋,袋中充满了醋酸钠溶液。悦悦计划自制发热袋并开展了如下探究活动。
任务一:了解发热袋中醋酸钠在不同温度的溶解度变化。(如下表)
温度/℃
10
20
30
40
50
60
80
溶解度/g
40.8
46.4
54.6
65.6
83
139
153
(1)醋酸钠属于 (填“易溶”“可溶”或“难溶”)物质。
(2)时;向盛有水的烧杯中加入醋酸钠固体形成 (饱和或不饱和)溶液。
任务二:配制一定质量分数的醋酸钠溶液。
(3)时,悦悦将醋酸钠加入水中。此时其质量分数为 (列出计算式即可)。
【答案】(1)易溶
(2)饱和
(3)
【详解】(1)通常把在室温(20℃)时,溶解度大于10g的物质称为易溶物质。由表格可知,20℃时醋酸钠的溶解度是46.4g,大于10g,所以醋酸钠属于易溶物质。
(2)从表格中可知,50℃时醋酸钠的溶解度是83g,这表示50℃时,100g水中最多能溶解83g醋酸钠,那么50g水中最多能溶解醋酸钠的质量为41.5g,现在向50g水中加入50g醋酸钠固体,加入的量超过了该温度下50g水所能溶解的最大量,所以形成的是饱和溶液。
(3)60℃时醋酸钠的溶解度是139 ,即60℃时,100g水中最多能溶解139g醋酸钠。将149g醋酸钠加入100g水中,此时只能溶解139g醋酸钠,溶液质量为,溶液溶质质量分数的计算式为。
9.请用化学知识回答下列问题:
(1)水的硬度过高会给生活和生产带来很多麻烦,生活中通常用 来区分硬水和软水。
(2)揉搓冷敷袋,水袋破裂,盐溶解吸热。这种盐是 (填“氯化钠”或“硝酸铵”)。
【答案】 肥皂水 硝酸铵
【详解】(1)硬水遇到肥皂水会产生浮渣,软水遇到肥皂水会产生较丰富的泡沫,所以生活中常用肥皂水来区分硬水与软水,故填肥皂水。
(2)硝酸铵溶于水后吸收热量,形成的溶液的温度低于水的温度,氯化钠溶于水后溶液的温度不变,故填硝酸铵。
【点睛】物质溶于水后溶液温度的“两高一低”
1、两高:氢氧化钠固体和浓硫酸溶于水释放热量,溶液的温度升高;
2、一低:硝酸铵溶于水后吸收热量,溶液的温度降低。
10.阅读短文,回答相关问题。
白酒的“度数”
白酒的“度数”指的是白酒中酒精的含量。这里的含量不是指质量分数,而是体积分数。例如,52度(52°)的酒表示100mL酒中含有52mL酒精(通常为20℃时的测量值)。体积分数也是一种表示溶液组成的方法。
(1)小川同学要量取20毫升酒精,视线应与 保持水平。
(2)小川把20mL酒精和20mL水混合在一起,发现了“异常”现象,体积小于40mL,从分子的观点解释原因: ;还发现量筒的外壁发热,从这个现象你能获得的信息是 。
(3)38°的白酒,38°表示的意义是 。
【答案】(1)凹液面的最低处
(2) 分子之间有间隔 酒精溶于水放出热量
(3)100毫升酒中含有38毫升的酒精
【详解】(1)量取20毫升的酒精,视线应该与凹液面的最低处,故填:凹液面的最低处;
(2)把20毫升的酒精和20毫升的水混合在一起,体积小于40毫升,是因为分子之间有间隔,一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔;还发现量筒的外壁发热,从这个现象能获得的信息是酒精溶于水放出热量,故填:分子之间有间隔;酒精溶于水放出热量;
(3)由题干中的信息可知,38º表示的意义是100毫升酒中含有38毫升的酒精,故填:100毫升酒中含有38毫升的酒精。
11.溶液与我们的生活密切相关。
(1)医疗上所用的生理盐水中的溶质是 (填化学式),此物质也是食盐的主要成分,我国古代劳动人民很早就会利用“淋煎”的方法来制取海盐,此方法中的“煎”相当于 结晶。
(2)市面上有一款发热袋名叫“掰掰热”,密封袋中充满了醋酸钠溶液,掰动溶液中的金属片,发热袋内就会析出醋酸钠晶体并放出热量,晶体溶解后发热袋可重复使用。下表为醋酸钠在不同温度时的溶解度:
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
36.2
40.8
46.4
54.6
65.6
139
153
161
170
根据上表中的数据,使袋内析出的晶体继续溶解的方法是 。
(3)小华同学也想自制一款“掰掰热”。他在时,水中加入 醋酸钠恰好达到饱和,把此溶液放入盛有金属片的塑料袋中操作后并未出现预期现象,下一步正确的做法是 (填序号)。
A.感到困惑,放弃制作 B.查阅资料,分析原因 C.请教老师,小组研讨
【答案】(1) NaCl 蒸发
(2)升高温度
(3) 46.4 BC
【详解】(1)医疗上所用的生理盐水中的溶质是氯化钠,其化学式为NaCl,此物质也是食盐的主要成分,我国古代劳动的人民很早就会利用“淋煎”的方法来制取海盐,此方法中的“煎”是蒸发溶剂而使氯化钠结晶析出,相当于蒸发结晶。
(2)市面上有一款发热袋名叫“掰掰热”,密封袋中充满了醋酸钠溶液,掰动溶液中的金属片,发热袋内就会析出醋酸钠晶体并放出热量,晶体溶解后发热袋可重复使用。由醋酸钠在不同温度时的溶解度可知,温度越高,醋酸钠的溶解度越大。所以使袋内析出的晶体继续溶解的方法是升高温度。
(3)时,醋酸钠的溶解度为46.4g。小华同学也想自制一款“掰掰热”。他在时,水中加入46.4醋酸钠恰好达到饱和,把此溶液放入盛有金属片的塑料袋中操作后并未出现预期现象,下一步正确的做法是查阅资料,分析原因、请教老师,小组研讨。故选BC。
12.学习小组开展“发热袋的模拟制作”的跨学科实践活动。
活动一:探秘发热袋的发热原理及使用方法
市面上有一款“掰掰热暖手宝”(如图所示),包装袋中盛有过饱和醋酸钠溶液和一块小铁片。
【查阅资料】过饱和溶液是指溶液中所含溶质的量大于在该温度下饱和溶液中溶质的含量的溶液,一般是较高温度的饱和溶液冷却形成的。过饱和溶液不稳定,如果搅拌、使溶液受到震动、或往溶液里投入固体“晶种”,溶液里的过量溶质就会结晶析出。
(1)使用“掰掰热暖手宝”时只要来回掰动小铁片,袋中的过饱和溶液受到震动会结晶,这个过程会 (填“放热”或“吸热”)。
(2)“掰掰热暖手宝”可重复使用。将用过的暖手宝放入开水中煮3~5分钟,其中的醋酸钠晶体全部溶解后再冷却形成过饱和溶液,就可再次使用。由此推测,醋酸钠的溶解度受温度的影响情况为 。
活动二:模拟制作简易发热袋
(3)选择制作简易发热袋的外包装袋应考虑的因素有 (选填字母)。
a.强度大 b.能耐受一定的温度 c.易密封 d.难溶于水
(4)配制合适的过饱和醋酸钠溶液是关键。小组同学通过AI搜索发现配制时醋酸钠与水的质量比以不超过为宜。在0℃时,某同学用200mL水(密度为1g/mL),要配成该温度下合适的过饱和溶液,理论上加入醋酸钠的质量m的范围为 (已知0℃时醋酸钠的溶解度为33.0g)。
【答案】(1)放热
(2)醋酸钠的溶解度随温度升高而明显增大
(3)abcd
(4)66g<m<600g
【详解】(1)根据资料溶液中溶质的量超过它的溶解度,这种溶液称为过饱和溶液,一般是较高温度的饱和溶液冷却形成的,过饱和溶液不稳定,如果搅拌、使溶液受到震动、或往溶液里投入固体“晶种”,溶液里的过量溶质就会马上结晶析出,过饱和溶液结晶时会放出热量,使用“掰掰热暖手宝”时只要掰动小铁片,袋中的溶液受到震动会结晶,这个过程会放热;
(2)将用过的暖手宝放入开水中煮,醋酸钠晶体全部溶解,说明温度升高,醋酸钠的溶解度增大;冷却后又能形成过饱和溶液,由此推测,醋酸钠的溶解度受温度的影响情况为 醋酸钠的溶解度随温度升高而显著增大。
(3)a.制作简易发热袋的外包装袋,强度大才能保证在使用过程中不易破损,正确;
b.能耐受一定温度,防止在发热过程中因温度升高而损坏, 正确;
c.易密封,保证内部溶液不会泄漏,正确;
d.难溶于水,防止外包装袋遇水溶解,正确。
故选 abcd。
(4)已知0℃时醋酸钠的溶解度为33.0g,200mL水(密度为1g/mL),即水的质量为200g;当配成饱和溶液时,200g水中溶解醋酸钠的质量=;又因为配制时醋酸钠与水的质量比以不超过3:1为宜,200g水最多溶解醋酸钠的质量为200g×3 = 600g。所以理论上加入醋酸钠的质量m的范围为66g<m<600g。
13.水与溶液在生产生活中有广泛的用途。
(1)从物质分类看,自来水属于 。检验自来水是硬水还是软水,可选用的物质是 。
(2)在水中加入洗涤剂可增强去油污的能力,这是因为洗涤剂有 作用。
(3)自热米饭是利用发热包中的生石灰与水反应放出的热量来对米饭进行加热的,则生石灰与水反应的化学方程式为 。
(4)如图为甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线。
①30℃时,向30g甲物质中加入50g水,充分搅拌后需再加入 g水恰好形成饱和溶液。
②若甲中混有少量乙,采用 的方法提纯甲。
③30℃时,将甲、乙、丙的饱和溶液降温到10℃,所得溶液的溶质质量分数最小的是 。
(5)稀释浓硫酸时要特别注意安全。把100g质量分数为98%的浓硫酸稀释成10%的稀硫酸,需要水的质量是 g。
【答案】 混合物 肥皂水 乳化 25 降温结晶 丙 880
【详解】(1)物质分为混合物和纯净物,混合物是由两种或两种以上的物质组成,自来水中有可溶性杂质和不溶性杂质,属于混合物;纯净物是由一种物质组成;区分硬水和软水的方法是:用肥皂水,加入肥皂水,泡沫多的是软水,泡沫少的是硬水;
(2)在水中加入洗涤剂可增强去油污的能力,这是因为洗涤剂有乳化作用;
(3)生石灰与水反应生成熟石灰,反应的化学方程为:CaO+H2O=Ca(OH)2;
(4)①设30℃时,30g甲物质达到饱和状态需要水的质量为x,则 ,x=75g,因此需再加入水的质量=75g-50g=25g;
②若甲中混有少量乙,采用降温结晶的方法提纯甲,因为甲的溶解度受温度的影响变化比较大;
③甲、乙溶解度随温度降低而减小,丙溶解度随温度降低而增大,30℃时溶解度关系为甲>乙>丙,10℃时,溶解度关系为乙>甲=丙,将30℃时的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液降温至10℃,甲、乙析出晶体得到的是饱和溶液,此温度下甲的溶解度小于乙,故乙的溶质质量分数大于甲,而丙的溶解度随温度的降低而增大,溶液组成不变,溶液中溶质的质量分数不变,由图可知,丙的溶液中溶质的质量分数还是最小;
(5)把100g质量分数为98%的浓硫酸稀释成10%的稀硫酸,设需要水的质量为y,100g×98%=(100g+y)×10%,y=880g。
14.实验小组同学对市面上一款艾草精油自发热鞋垫感兴趣。鞋垫内除了装有发热材料外,还添加艾草中药成分,并采用透气耐磨的无纺布。
【查阅资料】发热鞋垫主要成分为艾草精油、铁粉、活性炭和氯化钠等。
【知识应用】
(1)提取艾草精油的一种方法是将艾叶与水充分浸泡,经蒸馏得到精油和水的混合物、该混合物 (选填“是”或“不是”)溶液,收集上层油类物质可获得艾草精油。
【问题一】自发热鞋垫的工作原理是什么?
(2)自发热鞋垫原理是铁生锈,即铁与 共同作用的结果,缓慢氧化放出热量。
【实验探究1】
(3)为了探究鞋垫中氯化钠的作用,小组同学用图1所示的装置进行实验,实验数据如图2所示。结合反应原理和对比图2中曲线,可知氯化钠能加快氧化反应,判断的依据是 。
【问题二】使用过的鞋垫中的固体是否还有铁粉、活性炭?
【实验探究2】
(4)步骤1:取少量固体于试管中,放入试管中,滴加硫酸铜溶液,观察到有 色固体析出,证明固体中有铁粉。该反应的化学方程式为 。
步骤2:取少量固体放在燃烧匙中进行图3所示操作。某同学认为实验中“烧杯内壁澄清石灰水变浑浊”作为“固体中含有活性炭”的证据不可靠,理由是 。该同学重新设计了图4的实验,最终证明固体中确实含有活性炭。
【交流反思】
(5)结合发热鞋垫及其探究结果,下列分析正确的是_________(填字母)。
A.金属的锈蚀对我们的生活生产有益无害
B.利用铁生锈原理可用于测定空气中氧气体积分数
C.可以回收氧化铁并冶炼成铁,实现原料的重复利用
D.自发热鞋垫须妥善保存,避免外袋破损而失效
【答案】(1)不是
(2)氧气、水(或、)
(3)B中氧气的体积分数比A中下降得更快
(4) 红 酒精燃烧也会生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊
(5)BCD
【详解】(1)收集上层油类物质可获得艾草精油,精油不能溶解在水中,则精油和水的混合物不是溶液。
(2)铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果。
(3)由图1和图2可知,实验B中加入了氯化钠,氧气的体积分数比A中下降得更快,说明氯化钠能加快氧化反应。
(4)取少量固体于试管中,滴加硫酸铜溶液,观察到有红色固体析出,证明固体中有铁粉,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为:。
实验中“烧杯内壁澄清石灰水变浑浊”作为“固体中含有活性炭”的证据不可靠,理由是酒精燃烧也会生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊。
(5)A、金属的氧化,会造成金属资源的浪费,对我们的生活生产也有害处,故A不符合题意;
B、铁生锈吸收氧气可用来粗略测定空气中氧气含量,故B符合题意;
C、生成的氧化铁可以通过还原再生成铁,实现资源回收,故C符合题意;
D、外包装一旦破损使铁粉提前氧化就会失效,需妥善保存,故D符合题意。
分析正确的是BCD。
15.自热食品中的发热包浸泡在水中即可发热。同学们开展了“探秘发热包”探究活动。
【查阅资料】资料一:发热包发热温度能保持在以上分钟。
资料二:发热包中发热粉的主要成分为Al粉、生石灰及。
反应I 。
反应II 。
反应III 。
探究任务一:上述哪个反应是使发热包温度达到以上的主要原因?
【进行实验】分别取不同样品,各加水,其温度与时间变化的曲线如图。
【分析讨论】
(1)通过曲线可知,反应 (填序号)不能使温度达到以上。
(2)甲同学认为,通过曲线可知,主要是反应III使发热包温度达到以上;乙同学认为此结论不准确,曲线对应实验中使用了固体,温度较高的原因也可能与 有关;对此,甲同学补充说明,通过曲线可知,反应III是发热包温度达到以上的主要原因,请说明他得出此结论的理由 。
探究任务二:发热粉能持续发热10~15分钟的原因是什么?
【分析讨论】
(3)对比曲线a、c、d可知,发热粉持续发热的原因可能是:反应 (填序号)能够逐渐地产生,产生的再与Al粉反应,持续放出热量。
(4)曲线a对应样品比曲线d对应样品先开始发热的原因是 。
【总结提升】可通过控制反应物的成分来调控化学反应的路径,以满足生产生活的需要。
【拓展延伸】
(5)使用发热包时,撕开外包装塑料袋,检查装有发热粉的无纺布袋无破损后,放入凉水中。使用后妥善处理发热包。试推测无纺布应具备的性质 (答一条)。
【答案】(1)Ⅰ
(2) 氢氧化钠固体溶解时放热 根据曲线d可知,氢氧化钙和碳酸钠反应产生的氢氧化钠和铝反应放出大量热,和氢氧化钠固体无关
(3)Ⅱ
(4)氧化钙先和水反应产生大量热
(5)导热性好,耐碱腐蚀等(答案不唯一)
【详解】(1)通过曲线b可知,只用氧化钙作为发热粉,氧化钙与水反应放热即反应Ⅰ不能使温度达到72℃以上,故填:Ⅰ;
(2)由于NaOH固体溶解时放出大量的热,所以甲同学结论不准确;通过曲线d可知,反应Ⅲ是发热包温度达到72℃以上的主要原因是氢氧化钙和碳酸钠反应产生的氢氧化钠和铝反应放出大量热,和氢氧化钠固体无关;
(3)根据“资料二”、对比曲线a、c、d可知,发热粉持续发热的原因可能是:反应Ⅱ能够逐渐地产生,产生的再与Al粉反应,持续放出热量;
(4)曲线a的发热粉在含有氧化钙,由于氧化钙先与水反应放出大量的热,所以线a对应样品比曲线d对应样品先开始发热;
(5)为了快速提高食品温度,无纺布应具备的导热性;无纺布可用来包装发热粉,无纺布应具备的性质耐碱腐蚀;
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