跨学科实践活动6 发热袋的模拟制作-【拔尖特训】2025-2026学年九年级下册化学(沪教版·新教材)

6.B解析：制备过程中既不补充水分，也无多余的水 分，也就是硝酸溶液中的水全部参与化学反应，生成 Ca(NO3)2·4HO晶体。设参加反应的硝酸的质量为 126g,水的质量为x。 CaO+2HNO+3H2O-Ca(NO3).4H,O 126 54 126g 54x 126126g x=54g 所以硝酸溶液中溶质的质量分数为125g54g 126gX100%=70%。 7.(1)71:32(2)990(3)解：制得的NaC1O质量分数 为5.0%的2980g消毒液中NaCIO的质量为2980g× 5.0%=149g:设参加反应的氢氧化钠的质量为x,参加反 应的氯气的质量为y。 Cl,+2NaOH=NaClO++NaCl+H,O 7180 74.5 y x 149g 80 74.5149g x=160g 71 y 74.5149g y=142g 根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则 原氢氧化钠溶液的质量为2980g一142g=2838g,则剩余 氢氧化钠的质量为2838g×8.0%-160g=67.04g,故 NaClO质量分数为5.0%的消毒液中NaOH的质量分数 是704gX100%≈2.2%。 2980g 答：NaCIO质量分数为5.0%的消毒液中NaOH的质量分 数约是2.2%。 8.(1)1:4(2)解：设参加反应的甲烷的质量为x,参加 反应的氧气的质量为y,反应生成碳酸钠的质量为之。 CH,+202+2NaOH 一定条件NaC0,+3H,0 1664 80 106 x y 100g×4% 16 80100g×4% x=0.8g 64 y 80100g×4% y=3.2g 80100g×4% 106 2=5.3g 所得溶液的溶质质量分数为0.8g+3.2g十100g 5.3g 100%≈ 5.1%。 答：所得溶液的溶质质量分数约为5.1%。 解析：(1)Na2CO3中碳元素与氧元素的质量比为(12 1):(16×3)=1：4。 跨学科实践活动6发热袋的模拟制作 1.(1)①酷酸钠晶体②促进过饱和醋酸钠溶液结晶 (合理答案均可)③放热④abd(2)①量简（合理答 案均可)②23.232%③不变(3)耐热性好（合理 答案均可)(4)使用洁净的仪器（合理答案均可） 解析：(1)①由题意可知，酷酸钠溶液结晶产生固体，所以 固体是析出的醋酸钠晶体。②由资料“若溶液受到振动或 向溶液中加人溶质晶体，溶液中便会出现晶核”可知，掰金 属片的作用是使溶液受到振动，促进过饱和醋酸钠溶液结 晶。③由“掰掰热”暖手袋的作用可知，醋酸钠的过饱和溶 液结晶的过程是一个放热过程。④在酷酸钠过饱和溶液 中加人少量醋酸钠晶体，会促进溶液结晶，a正确：摩擦装 有醋酸钠过饱和溶液的烧杯壁使其产生振动，会促进溶液 结晶，b正确：将醋酸钠过饱和溶液急速冷却到室温，冷却 过程中无晶体析出，所以急速冷却醋酸钠过饱和溶液不会 析出晶体，c错误；由资料1可知，过饱和的醋酸钠溶液受 到振动便会析出晶体，所以搅拌也会产生晶体，d正确。 (2)①配制醋酸钠的过饱和溶液时，需要用到的实验器材 有铁架台、陶土网、酒精灯、温度计、天平、量简、烧杯、玻璃 棒等。②由题表可知，20℃时醋酸钠的溶解度为46.4g, 50L水的质量为50g,其中最多能溶解酷酸钠的质量为 23.2g,所得溶液为20℃时的饱和溶液，则溶液的溶质质 23.2g 量分数为50g+23.2g ×100%≈32%。③已知溶液在冷 却的过程中没有晶体析出，即溶质和溶液的质量均不变， 故溶质质量分数不变。(3)“掰掰热”暖手袋内有醋酸钠过 饱和溶液，析出晶体时会发热，为人提供热量，且能在沸水 中加热以便反复使用，故“掰掰热”暖手袋的外部包装应具 备耐热性好、不与酷酸钠反应等性质。(4)使用的水不够 纯净或烧杯没有洗干净等都会导致在冷却过程中有杂质， 促进溶液结晶，故制备溶液时应使用洁净的仪器、蒸馏水、 保持空气环境无灰尘等。 2.(1)I(2)NaOH固体溶解时放出大量的热曲线d 对应的实验中发生了反应Ⅱ与反应Ⅲ，反应Ⅱ中温度变化 不明显，故发热包温度上升的主要原因是反应Ⅲ放热（合 理答案均可)(3)7122(4)不能只用A1粉和NaOH作 发热粉，理由是NaOH具有强烈的腐蚀性，使用不当会发 生危险，通过曲线c的变化趋势可以看出，若只用A1粉和 NaOH作发热粉，发热包温度达到72℃以上后，持续时间 较短，温度下降快，发热包发热温度不能保持在72℃以上 10~15min(合理答案均可)(5)Ⅱ(6)氧化钙先与水 反应放出大量的热解析：(1)通过曲线b可知，氧化钙与 水反应放出的热量不能使温度达到72℃以上。(2)由于 NaOH固体溶解时放出大量的热，所以甲同学的结论不准 确。(3)设制取8 kg NaOH需要Na2CO3的质量为x。 Na CO+Ca(OH)2=CaCOa+2NaOH 106 80 x 8kg 106x 808kg x=10.6kg NaCO3的成本为10.6kg×450元/kg=4770元。所以 Ca0和NaCO3的总成本为2352元+4770元=7122元。 (4)由于氢氧化钠具有强烈的腐蚀性，若使用不当，会发生 危险：且通过曲线c变化趋势可以看出，发热包温度达到 72℃以上后，持续时间较短，温度下降快，发热包发热温度 不能保持在72℃以上1015mim,所以不能只用A1粉和 aOH作发热粉。(5)反应Ⅱ的化学方程式为 Ca(OH)2+NaCO3-CaCO3￥+2NaOH,结合曲线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NaOH,产生的NaOH再与A1粉反应，持续放出热 量。(6)曲线a的发热粉含有氧化钙，由于氧化钙先与水 反应放出大量的热，所以曲线a对应样品比曲线d对应样 品先开始发热。 第7章整合拔尖 [知识体系构建] 均一稳定均一性稳定性混合物固体颗粒 小液滴氢氧化钠（合理答案均可）硝酸铵（合理答案均 可)氯化钠（合理答案均可）被溶解的物质溶解溶质 的物质水溶质质量分数一溶质质量 溶液质量 ×100%不能再 溶解某种溶质还能继续溶解某种溶质晶体蒸发 降温（或冷却热的饱和溶液）100饱和质量称量与 溶解过滤蒸发计算称量量取溶解 [高频考点突破] 典例1C解析：氯化钠是由钠离子和氯离子构成的，氯 化钠溶于水就是钠离子和氯离子在水分子作用下均匀扩 散到水中的过程，A正确。物质的溶解过程通常伴随能量 的变化，通常表现为热量的变化，B正确。溶液具有均 性，把20%的氯化钠溶液均分成两份，每份溶液的溶质质 量分数不变，均为20%，C错误。同种溶质的饱和溶液与 不饱和溶液通过改变条件可以相互转化，D正确。 [跟踪训练]1.D解析：甲、乙分别是稀盐酸和碳酸钙固 体时，可以出现题述现象，但也可能是稀盐酸和碳酸钠等 其他物质，A错误。甲、乙分别是水和硝酸铵时，硝酸铵溶 于水吸热，温度降低，氢氧化钙溶解度增大，石灰水不会变 浑浊，也不会使容器内压强变大，B错误。澄清石灰水变浑 浊，不一定是发生化学变化，还可能是温度升高，氢氧化钙 溶解度减小，氢氧化钙固体析出，C错误。当甲、乙分别是 水和氢氧化钠时，氢氧化钠溶于水放出热量，装置内温度 升高，广口瓶中氢氧化钙溶解度减小，有溶质析出，澄清石 灰水变浑浊，瓶内压强增大，U形管中a侧液面降低、b侧 液面升高，D正确。 典例2D解析：20℃时，氯化钠的溶解度为36.0g,则 20℃时，50g水中最多能溶解18g氯化钠，将20g氯化钠 固体加入50g水中充分溶解，可得到18g+50g=68g氯 化钠溶液，A错误。KNO,和NaCl的溶解度受温度影响 而变化的程度不同，硝酸钾的溶解度受温度的影响变化较 大，而氯化钠的溶解度受温度的影响变化较小，氯化钠中 混有少量硝酸钾，提纯氯化钠的方法是蒸发结晶，B错误。 50℃时，硝酸钾的溶解度大于氯化钠，50℃时，硝酸钾饱和 溶液的溶质质量分数一定比氯化钠饱和溶液的溶质质量 分数大，由于没有指明溶液是否饱和，故无法比较两种溶 液溶质质量分数的大小，C错误。硝酸钾的溶解度随温度 的升高而增大，所以可以通过加水、升温等方式将硝酸钾 饱和溶液转化为不饱和溶液，D正确 [跟踪训练]2.D解析：20℃时KCl的溶解度为34.0g, 则20℃时10.0g水中最多能溶解KC13.4g,20℃时向 10.0g水中加人5.0gKC1固体，KC1固体不能全部溶解， 有剩余，故①中溶液为KC1的饱和溶液，A正确。20℃时 KC1的溶解度为34,0g,20℃时20,0g水中最多能溶解 KC16.8g,则②中5.0gKCI能全部溶解，②中溶液的质量 为5.0g十20.0g=25.0g,B正确。由图示可知，②→③的 过程中溶质质量不变，故溶液中溶质的质量：①<②=③， C正确。①是20℃时KC1的饱和溶液，②是20℃时KCI 的不饱和溶液，则溶质质量分数：①>②：②③中溶质和溶 剂的质量均相等，两种溶液中溶质质量分数也相等，则溶 液中溶质的质量分数：①>②=③，D错误。 典例3C解析：在没有指明温度的情况下，不能比较物 质的溶解度大小，A错误：NCI的溶解度随温度的升高而 增大，将20℃的NaC1饱和溶液升温至25℃，溶液变为不 饱和溶液，但溶液中溶质和溶剂的质量均不变，溶液的溶 质质量分数不变，B错误：虽然40℃时，NaCI的溶解度大 于NaHCO3的溶解度，但题中没有指明两种溶液是否 为饱和溶液，因此NaCI溶液的溶质质量分数可能小于 NaHCO3溶液的溶质质量分数，C正确：40℃时NaCl的溶 解度大于30g,说明在该温度下100g水中最多能溶解 NaCI的质量大于30g,则50g水中最多能溶解NaCl的质 量大于15g,因此将15gNaC1溶于50g水中，所得溶液为 NaCl的不饱和溶液，D错误。 [跟踪训练]3.(1)t2(2)>(3)44.4%(4)C 解析：(2)11℃时，氯化钠的溶解度大于硫酸钠，则该温度 下氯化钠饱和溶液的溶质质量分数大于疏酸钠饱和溶液 的溶质质量分数，故该温度下等质量的硫酸钠和氯化钠的 饱和溶液中，硫酸钠溶液中溶剂质量多，升温至2℃（不考 虑溶剂蒸发)，溶剂质量不变，故溶剂质量的大小关系是硫 酸钠溶液>氯化钠溶液。(3)t1℃时，硝酸钠的溶解度为 2拔尖特训·化学（沪教版）九年级下 跨学科实践活动6 1.在寒冷的冬天，市场上各种各样的保暖袋热 销。某跨学科实践小组对发热袋的原理展开 探究并进行简易发热袋的制作 任务一：对发热袋的原理展开 调查。某种“掰掰热”暖手袋 (密封性好)如图所示，用手掰 一下袋内的金属片，溶液便迅 (第1题) 速结晶，温度就会升高；再次使用时，只要把 暖手袋放入沸水中加热，使袋内固体消失后， 再次掰一下袋内的金属片，温度便又会升高。 因此，此产品可反复使用。 【查阅资料1】袋内的液体是醋酸钠的过饱和 溶液。 I.当溶液的溶质质量分数已超过该温度和 压力下饱和溶液的溶质质量分数时，溶质仍 不析出的现象叫过饱和现象，此时的溶液称 为过饱和溶液。 Ⅱ.醋酸钠过饱和溶液的配制方法：室温下， 先向装有醋酸钠饱和溶液的烧杯中加入一定 量的醋酸钠晶体，再将烧杯放在电热板上加 热，使晶体完全溶解，最后将该溶液急速冷却 到室温（冷却过程中无晶体析出）。 Ⅲ.醋酸钠过饱和溶液是一种处于不稳定状 态的溶液，若溶液受到振动或向溶液中加入 溶质晶体，溶液中便会出现晶核—溶质析 出的聚集中心，这时溶液中过量溶解的溶质 就会析出而成为饱和溶液，即转化为稳定状态。 【交流讨论】 (1)分析问题： ①在使用过程中，“掰掰热”暖手袋内液体中 产生的固体物质是 ②掰发热袋内金属片的作用是 发热袋的模拟制作，“答案与解析”见1 ③醋酸钠的过饱和溶液结晶的过程是一个 (填“吸热”或“放热”)过程。 ④现有一装有醋酸钠过饱和溶液的烧杯，若 要使溶质从溶液中析出，可采取下列方法中 的 (填字母)。 a.加少量醋酸钠晶体b.摩擦烧杯壁 c.急速冷却 d.用玻璃棒搅拌 任务二：简易发热袋的制作。 【查阅资料2】如表所示为不同温度下醋酸钠 的溶解度（已知蒸馏水的密度为1g·cm3)。 温度/℃ 0 10 20 30 40 溶解度/g 36.2 40.8 46.4 54.6 65.6 温度/℃ 60 80 90 100 溶解度/g 139 153 161 170 【溶液配制】配制一定浓度的过饱和醋酸钠 溶液。 第1步：20℃时，取一只250mL的烧杯，加 入50mL的蒸馏水，再加入一定量醋酸钠使 其溶于水中，直到无法溶解为止。 第2步：在烧杯内再多加一倍量的醋酸钠，然 后加热使其完全溶解。 第3步：将完全溶解的醋酸钠溶液急速冷却 到20℃，无晶体析出，形成20℃时的过饱和 溶液。 (2)①配制醋酸钠的过饱和溶液时，需要用 到的实验器材有铁架台、陶土网、酒精灯、温 度计、天平、 (写一种即可)等 ②第1步中，加入烧杯中的醋酸钠的质量至 少为 g,所得溶液的溶质质量分数约 为 (结果精确到1%)。 ③第3步中，在醋酸钠溶液冷却至室温的过 程中，溶液的溶质质量分数 (填“变 大”“变小”或“不变”)。 【溶液包装】 (3)为“掰掰热”暖手袋选择外部包装时，应 注意所选材料要具备 (写一条即可)的性能。 【交流反思】 (4)实验后，小组同学对实验中的注意事项 进行了反思总结：为了防止杂质进入溶液中， 引起溶液结晶，制备溶液时应 (写一条即可)。 2.(2024·长春改编)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”实践探究活动。 【查阅资料】 ①发热包发热温度能保持在72℃以上10~ 15min。 ②发热包中发热粉的主要成分为A1粉、CaO 及Na2CO3,加水后发生的反应如下： 反应I:CaO+HO-Ca(OH)2。 反应Ⅱ：Ca(OH)2+NaCO3-CaCO3￥+ 2NaOH. 反应Ⅲ：2A1+2NaOH+6HO 2Na[Al(OH)4]+3H2个。 问题1：上述哪个反应是使发热包温度达到 72℃以上的主要原因？ 【进行实验】分别取3g不同的样品，各加 10L水，其温度与时间变化的曲线如图所示。 ↑温度/℃ 曲线a:发热粉(Al粉、Ca0、 Na,CO,) 98 曲线b:CaO 78 曲线c:Al粉、NaOH 58 曲线d:Al粉、Ca(OH)2、 NaCO, [Ca(OH),和NaC0,样品 200 400 600与水混合后，温度变化不明 时间/s显，未在图中呈现] (第2题) 【分析讨论1】 (1)通过曲线b可知，反应 (填序 号)不能使发热包温度达到72℃以上。 第7章探索溶解现象 (2)甲同学认为，通过曲线c可知，主要是反 应Ⅲ使发热包温度达到72℃以上；乙同学 认为此结论不准确，曲线c对应实验中使用 了NaOH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d可知， 反应Ⅲ是发热包温度达到72℃以上的主要 原因，请说明他得出此结论的理由： 问题2：能否只用Al粉和NaOH作发热粉？ 【分析讨论2】大家认为，可从经济、安全、发热效 果等视角进行分析。经调查，CaO:420元/kg Na2CO3:450元/kg,NaOH:1130元/kg。 (3)根据NaOH的来源不同，计算： 若直接用8 kg NaOH作发热粉原料，成本为 9040元。若用CaO和NaCO3为原料制取 8 kg NaOH,理论上，所需CaO的成本为 2352元，则CaO和Na2CO3的总成本为 元，成本更低 (4)针对问题2，请你先作出判断，再分别从 物质性质和曲线变化趋势两个角度说出判断 理由。 问题3：发热粉能持续发热10~15min的原 因是什么？ 【分析讨论3】 (5)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NaOH,产生的NaOH再与Al粉 反应，持续放出热量。 (6)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。 23