第九单元跨学科实践活动7揭秘“暖宝宝” 教案--2025-2026学年九年级化学鲁教版下册

跨学科实践活动7 揭秘“暖宝宝”教案 一、活动基本信息 学科：化学 年级：九年级（鲁教版下册） 课时：1 课时 课标依据：义务教育化学课程标准（2022 年版）跨学科实践活动要求，以真实情境 “暖宝宝” 为载体，融合金属锈蚀、化学反应与能量变化等知识，发展科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等化学核心素养。 二、活动目标 化学观念：通过探究暖宝宝发热原理，深化对金属锈蚀（铁的吸氧腐蚀）的理解，认识化学反应中的能量变化（放热反应），建立物质的性质与用途的关联。 科学思维：通过对 “加速铁锈蚀的因素” 提出猜想、设计实验、分析证据，发展控制变量、证据推理的科学思维能力。 科学探究与创新意识：能根据实验目的设计对比实验方案，完成暖宝宝自制与市售产品对比实验，规范记录数据并分析差异，提升实验操作与数据处理能力。 科学态度与社会责任：了解暖宝宝废弃物的环境影响，树立资源回收与环保意识，感受化学技术对生活的价值。 三、活动重难点 重点：探究暖宝宝的发热原理（铁的吸氧腐蚀），理解活性炭、食盐对铁锈蚀的加速作用。 难点：设计控制变量的对比实验验证猜想，分析自制与市售暖宝宝的性能差异原因。 四、活动准备 （一）实验用品 可选用用品：铁粉、蒸馏水、活性炭、食盐粉末、蛭石颗粒、烧杯、锥形瓶、药匙、玻璃棒、镊子、滴管、无纺布、温度计 / 温度传感器、秒表、隔热手套、透明胶。 其他：市售暖宝宝、实验记录单、折线图绘制工具。 （二）课前准备 布置学生预习铁的锈蚀条件，查阅暖宝宝的相关资料。 检查实验用品，调试温度传感器与数据采集设备。 五、活动过程 环节 1：情境导入，提出问题（5 分钟） 展示暖宝宝外包装与内袋实物 / 图片，提问： 暖宝宝撕开外包装后为什么会持续放热？ 内部的 “发热物质” 由哪些成分组成？各成分有什么作用？ 明确活动主题：本节课通过实验揭秘暖宝宝的发热原理，并自制简易暖宝宝与市售产品对比。 环节 2：探究暖宝宝的发热原理（活动 1，15 分钟） （1）分析成分与反应基础 暖宝宝内袋为微孔透气无纺布袋，内部发热物质主要含铁粉、活性炭、食盐、水、蛭石，外包装为不透气塑料（隔绝空气，防止提前反应）。铁锈蚀的基础反应（放热反应）：4Fe + 3O₂ + 6H₂O = 4Fe(OH)₃，Fe(OH)₃ 进一步分解生成铁锈（Fe₂O₃·xH₂O），反应过程持续放热。 （2）提出猜想与假设 基于 “铁锈蚀反应缓慢，而暖宝宝快速放热” 的矛盾，引导学生猜想：活性炭、食盐、水等物质中的某一种或几种，加快了铁的锈蚀速率。 （3）设计并完善实验方案（控制变量法） 猜想假设 实验方案 实验现象 猜想 1：活性炭加快铁的锈蚀 ① 取 2 份等质量铁粉，分别放入 2 个锥形瓶中； ② 向其中一份加入与铁粉等质量的活性炭粉，另一份不加； ③ 向两个锥形瓶中加入等量蒸馏水（使铁粉湿润），插入温度计，密封锥形瓶； ④ 观察并记录相同时间内的温度变化 加入活性炭的锥形瓶温度上升更快、更高 猜想 2：食盐加快铁的锈蚀 ① 取 2 份等质量铁粉，分别放入 2 个锥形瓶中； ② 向两个锥形瓶中加入等量蒸馏水，其中一份加入少量食盐粉末，另一份不加； ③ 插入温度计，密封锥形瓶； ④ 观察并记录相同时间内的温度变化 加入食盐的锥形瓶温度上升更快、更高 猜想 3：活性炭与食盐共同作用，显著加快铁的锈蚀 ① 取 4 份等质量铁粉，分别放入 4 个锥形瓶中，编号 A、B、C、D； ② A：铁粉 + 蒸馏水； B：铁粉 + 蒸馏水 + 活性炭； C：铁粉 + 蒸馏水 + 食盐； D：铁粉 + 蒸馏水 + 活性炭 + 食盐； ③ 均插入温度计，密封锥形瓶； ④ 观察并记录相同时间内的温度变化 D 组温度上升最快、最高，B、C 组次之，A 组温度变化不明显 （4）实验结论 食盐（电解质）与活性炭形成原电池，加速了铁的吸氧腐蚀，使反应快速持续放热；蛭石为保温材料，减少热量散失，维持温度稳定。 环节 3：自制简易暖宝宝并对比实验（活动 2，15 分钟） （1）自制暖宝宝步骤 取 3.0 g 铁粉、2.0 g 活性炭粉，混合均匀；加入 1.0 g 食盐粉末、1.0 g 蛭石颗粒，再次混合均匀。 将混合物倒入与市售暖宝宝材质相似的无纺布袋中。 戴好隔热手套，向混合物中逐滴滴入约 2.0 mL 蒸馏水，用透明胶密封无纺布袋开口，完成简易暖宝宝制作。 （2）温度对比实验 将自制暖宝宝折叠，完全包裹住温度计 / 温度传感器的测试点，记录不同时间的温度。 撕开市售暖宝宝外包装，按同样方式包裹温度计 / 温度传感器，记录对应时间的温度。 绘制温度随时间变化的折线图，对比两者的放热速率与温度稳定性。 （3）实验数据记录单（完善表格） 时间 1 min 2 min 3 min 4 min 5 min 10 min 15 min 20 min … 自制暖宝宝温度 /℃ 市售暖宝宝温度 /℃ （4）安全提示 反应过程放热，请勿直接接触反应物，避免烫伤，务必佩戴隔热手套。 环节 4：反思交流与拓展（5 分钟） 对比实验分析 问题 1：自制暖宝宝和市售暖宝宝放热过程中温度变化有什么不同？导致差异的原因可能是什么？对你有什么启示？ 可能差异：市售暖宝宝放热更稳定、温度维持更久，自制暖宝宝温度上升快但易降温、波动大。 原因分析：市售产品的无纺布透气速率、成分配比、蛭石的保温效果经过优化；自制产品的密封工艺、透气控制、成分混合均匀度不足。 启示：工艺技术（如透气膜设计、配方优化）对产品性能有重要影响，化学知识需结合工程技术才能更好地服务生活。 环保与资源利用 问题 2：使用过的暖宝宝随意丢弃会造成环境污染与资源浪费，从环保和经济角度，谈谈如何处理使用过的暖宝宝。 核心思路：分类回收（铁粉、活性炭可回收再利用）；集中处理（避免随意丢弃污染土壤）；资源化利用（作为含铁废料回收，或用于土壤改良等）。 六、板书设计 发热原理：铁的吸氧腐蚀（放热反应）4Fe + 3O₂ + 6H₂O = 4Fe(OH)₃ 各成分作用 类别 内容说明 铁粉 反应物，发生氧化反应放热 活性炭 形成原电池，加速反应 食盐 电解质，增强导电性，加速腐蚀 水 参与反应，提供反应介质 蛭石 保温材料，减少热量散失 无纺布 控制氧气进入速率，调控放热速率 对比实验：自制暖宝宝 vs 市售暖宝宝（工艺对性能的影响） 环保启示：废弃物分类回收，资源再利用 七、教学反思（课后填写） 学生对控制变量实验的设计与操作是否规范？ 自制暖宝宝实验中，学生的安全操作是否落实？ 学生对 “化学与生活、工艺技术的联系” 理解是否到位？ 八、附：学生实验记录单 1. 猜想与实验方案记录 猜想假设 实验方案 实验现象 结论 2. 自制与市售暖宝宝温度对比记录 时间 1 min 2 min 3 min 4 min 5 min 10 min 15 min 20 min … 自制暖宝宝温度 /℃ 市售暖宝宝温度 /℃ 数理化word 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $