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

该初中化学导学案围绕“暖宝宝”发热原理展开，核心知识点为铁的缓慢氧化放热、成分（铁粉、活性炭等）作用及控制变量法。课堂从冬季暖宝宝生活情境导入，关联金属锈蚀、缓慢氧化旧知，通过预习案铺垫控制变量思路，课中实验探究验证猜想，形成“生活现象-旧知回顾-实验验证-原理建构”的学习支架。 特色在于跨学科融合物理热传递与工程设计，科学探究环节用四组对照实验强化控制变量法，配套金属锈蚀微课及回收科普视频。助力学生提升科学探究与实践能力，培养科学思维与创新意识，习题联系生活且进阶设计，落实科学态度与社会责任。

初中化学“导·学·练”课堂导学案 年级 九年级 科目 化学 周次 设计者 序号 班级 主题与课时 跨学科实践活动 7 揭秘 “暖宝宝” 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 结合鲁教版初中化学新课标要求，学生需结合金属锈蚀条件，探究暖宝宝发热原理，认识缓慢氧化的放热特性与化学能、热能的转化关系。能运用控制变量法完成跨学科探究实验，分析各成分作用，融合物理、工程知识解释生活现象。树立绿色化学理念，学会分析化学产品的原理与价值，提升科学探究与实践创新能力。 学习目标 宏观辨识与微观探析：从宏观发热现象推导铁缓慢氧化的微观反应本质。 证据推理与模型认知：依托实验现象构建铁锈蚀、反应速率影响因素的认知模型。 科学探究与创新意识：自主设计对照实验，探究暖宝宝成分作用，尝试自制简易暖宝宝。 科学态度与社会责任：体会化学的生活价值，树立资源回收、绿色环保的科学理念。 重难点 重点：掌握暖宝宝核心发热原理，即铁的缓慢氧化放热；明确铁粉、活性炭、氯化钠、水四种核心成分的作用；熟练运用控制变量法设计探究实验。 难点：理解活性炭吸附、氯化钠催化加速铁缓慢氧化的协同作用；区分缓慢氧化与剧烈氧化的差异，厘清化学能转化为热能的内在逻辑。 资源与 建议 教学资源：市售暖宝宝、铁粉、活性炭、氯化钠、蒸馏水、温度计、锥形瓶、磁铁、滤纸等实验器材；金属锈蚀、能量转化的教材知识点微课；暖宝宝生产工艺、废旧暖宝宝回收的科普视频。教学建议：课前布置生活化预习，引导学生观察暖宝宝使用特点；课中以问题链驱动探究，落实控制变量实验方法；融合物理热学、工程设计知识落实跨学科要求。课后布置实践作业，鼓励学生优化自制暖宝宝，培养创新与环保意识，贴合新教材跨学科实践育人理念。 学习过程 （一）课前预习案 【预习目标】1. 回顾旧知，掌握铁生锈的条件、缓慢氧化的定义与特点； 2. 初步了解暖宝宝的外观、使用方法及基本特性； 3. 自主猜想暖宝宝的发热原因及主要成分作用； 4. 铺垫控制变量实验的基本思路，为课中探究做好准备。 【预习基础填空】 1. 铁在空气中生锈的条件是铁与________、________同时接触，铁锈的主要成分是________。 2. 物质与氧气发生的________、________的氧化反应叫做缓慢氧化，缓慢氧化________（填“会”或“不会”）放出热量。生活中缓慢氧化的实例有________、________等。 3. 化学反应伴随能量变化，化学变化中可以将________能转化为热能、光能等，暖宝宝发热是________能转化为________能的过程。 4. 控制变量法是化学实验常用方法，探究多个因素对实验的影响时，需________，只改变________，观察实验现象变化。 【预习生活探究】 1. 观察家中常见的暖宝宝，其外包装为密封塑料膜，使用时需要撕开外包装，贴合衣物即可发热。请思考：为什么暖宝宝密封保存时不会发热，撕开包装后才会持续发热？ 2. 结合生活体验，暖宝宝发热温度温和、持续时间长，不会瞬间剧烈放热。结合缓慢氧化的知识，猜想暖宝宝的发热原理是什么？ 3. 查阅简单资料可知，暖宝宝主要含有铁粉、活性炭、氯化钠、水等物质，请结合已有知识，初步猜想每种成分可能起到的作用。 【预习疑问记录】请将自主预习中无法解决的问题记录下来，课中重点探究：________ 【预习拓展思考】对比铁丝在氧气中剧烈燃烧（剧烈氧化）和铁生锈（缓慢氧化），两种反应的相同点和不同点分别是什么？能否从反应速率、放热快慢、反应条件等角度分析？ 【预习小结】通过预习，我已知晓铁生锈的核心条件和缓慢氧化的基本特点，初步感知暖宝宝发热与铁的缓慢氧化相关，明确本节课将通过对照实验探究各成分的作用，验证猜想、突破疑惑。 （二）课中探究案 【课堂导入】冬季低温环境中，暖宝宝凭借便携、安全、恒温的特点成为常用取暖用品。撕开密封包装后持续放热，温度适中、发热持久，废弃后还可回收利用。结合九年级下册金属单元知识，本节课我们将通过系列实验，层层揭秘暖宝宝的成分、原理、反应机制，结合跨学科知识解决生活化学问题。 【探究任务一：探究暖宝宝的主要成分】 实验猜想：暖宝宝粉末中含有铁粉、活性炭、氯化钠、水四种核心成分。 实验药品与器材：拆开的暖宝宝内袋粉末、磁铁、蒸馏水、烧杯、玻璃棒、过滤装置、硝酸银溶液。 实验步骤与问题探究： 1. 取少量暖宝宝粉末置于滤纸上，用磁铁靠近粉末，观察现象。该现象说明粉末中含有什么物质？依据是什么？ 2. 将剩余粉末加入适量蒸馏水中，充分搅拌后过滤，得到黑色滤渣和无色滤液。黑色滤渣不溶于水，该黑色物质可能是什么？ 3. 取少量滤液于试管中，滴加适量硝酸银溶液，观察是否产生白色沉淀。该现象证明滤液中含有什么离子？对应哪种成分？ 小组讨论总结：结合三组实验现象，总结暖宝宝的全部核心成分，完善成分认知。 【探究任务二：揭秘暖宝宝核心发热原理】 知识铺垫：铁的生锈属于缓慢氧化，氧化反应放热；普通铁生锈速率极慢，放热不明显，无法快速升温。而暖宝宝可以快速、持续放热，说明其中的成分可以加快铁的氧化速率。 问题链探究： 1. 暖宝宝密封包装时不发热，撕开后接触空气才发热，说明反应必须的反应物是什么？ 2. 结合铁生锈条件分析，暖宝宝中的水起到什么作用？ 3. 总结暖宝宝发热的核心原理（文字表达式），并说明能量转化形式。 深度思考：为什么铁的缓慢氧化可以实现持续放热，且温度温和不烫手？结合反应速率分析原因。 【探究任务三：探究活性炭、氯化钠对发热速率的影响（控制变量实验）】 实验猜想：活性炭可以吸附氧气和水分，增大反应接触面积；氯化钠可以加快铁的氧化速率，二者协同作用，让暖宝宝快速且持续放热。 实验设计（控制变量法）：设置四组对照实验，保证铁粉、蒸馏水用量相同，改变活性炭、氯化钠的有无，用温度计测量相同时间内的温度变化。 实验组1：铁粉+蒸馏水（无活性炭、无氯化钠） 实验组2：铁粉+蒸馏水+氯化钠（无活性炭） 实验组3：铁粉+蒸馏水+活性炭（无氯化钠） 实验组4：铁粉+蒸馏水+活性炭+氯化钠（完整配比） 实验现象记录：观察四组实验的温度上升速度、最终温度、放热持续时间。 小组合作探究问题： 1. 对比实验组1和2，温度变化有什么差异？说明氯化钠的作用是什么？ 2. 对比实验组1和3，实验现象有什么不同？分析活性炭的作用原理。 3. 四组实验中，哪一组放热效果最好？说明了什么？ 4. 结合实验结论，完整总结四种成分的协同作用机制。 【探究任务四：区分缓慢氧化与剧烈氧化，突破难点】 对比实验：铁丝在氧气中燃烧（剧烈氧化）、暖宝宝发热（缓慢氧化）、铁露天生锈（缓慢氧化）。 探究问题： 1. 两类氧化反应的相同点：是否都消耗氧气？是否都放热？是否都属于化学变化？ 2. 两类氧化反应的不同点：反应速率、放热快慢、反应现象、反应条件有哪些区别？ 3. 拓展思考：暖宝宝属于缓慢氧化，为什么放热效果明显，而普通铁生锈放热难以感知？ 【探究任务五：跨学科综合探究与实践应用】 1. 物理学科融合：暖宝宝放热使周围空气升温，发生热传递现象，解释暖宝宝贴身取暖的物理原理，分析化学能到热能再到内能的转化过程。 2. 工程实践融合：结合实验结论，尝试设计简易暖宝宝配方，思考如何调整成分比例，优化发热速度、持续时间，提升产品实用性。 3. 社会责任探究：使用后的暖宝宝废渣含有氧化铁、活性炭等物质，分析废渣是否可以回收利用，践行绿色化学、资源循环利用理念。 【课堂进阶习题探究】 1. 暖宝宝撕开外包装后可发热，密封保存不发热的原因是？ 2. 下列关于暖宝宝发热反应的说法正确的是（ ） A. 属于剧烈氧化 B. 不放出热量 C. 属于缓慢氧化 D. 反应前后物质质量不变 3. 简述活性炭和氯化钠在暖宝宝中的核心作用。 4. 结合所学知识，分析为什么暖宝宝不能直接贴在皮肤上使用？ 【课堂知识梳理】 通过本节课分层探究，我们系统掌握了暖宝宝的成分、发热原理、各成分作用、氧化反应分类及跨学科应用。明确暖宝宝利用铁的缓慢氧化放热，依托活性炭吸附、氯化钠催化的协同作用，实现温和、持久放热，完美诠释了化学源于生活、服务生活的学科价值。 板书设计 跨学科实践活动7 揭秘“暖宝宝” 1. 核心成分及作用 铁粉：核心反应物，发生缓慢氧化放热 水：提供反应介质，满足铁生锈条件 活性炭：吸附氧气、水分，增大接触面积 氯化钠：加快铁的氧化反应速率 2. 发热原理 铁 + 氧气 + 水 → 铁锈（缓慢氧化、放热） 能量转化：化学能 → 热能 3. 核心探究方法：控制变量法 4. 拓展：缓慢氧化vs剧烈氧化、绿色回收利用 参考答案 （一）课前预习案答案 1. 氧气、水蒸气；氧化铁（Fe₂O₃） 2. 进行很慢、不易察觉；会；食物腐烂、动植物呼吸（合理即可） 3. 化学；化学；热 4. 控制其他条件相同；一个变量 【预习生活探究】 1. 密封包装隔绝了空气（氧气）和水分，铁无法发生氧化反应；撕开包装后，铁粉接触氧气和水，发生反应放热。 2. 暖宝宝利用铁的缓慢氧化持续放热，反应速率温和，因此发热持久、温度稳定。 3. 铁粉：反应放热核心物质；水：反应介质；活性炭：吸附作用；氯化钠：加快反应速率（合理即可）。 【预习拓展思考】相同点：都是铁与氧气的氧化反应，都放热、都是化学变化。不同点：铁丝燃烧反应剧烈、速率快、放热集中、发光；铁生锈反应缓慢、速率慢、放热分散、无发光现象。 （二）课中探究案答案 【探究任务一】 1. 磁铁吸引部分粉末，说明含有铁粉，铁粉具有磁性。 2. 黑色滤渣为活性炭，活性炭为黑色不溶于水的固体。 3. 产生白色沉淀，证明滤液中含有氯离子，对应成分为氯化钠。 总结：暖宝宝核心成分为铁粉、活性炭、氯化钠、水。 【探究任务二】 1. 氧气（空气） 2. 作为反应介质，满足铁生锈需要水的条件，为氧化反应提供环境。 3. 原理：铁与空气中的氧气、水发生缓慢氧化反应，放出热量；能量转化：化学能转化为热能。 深度思考：反应速率缓慢且均匀，放热持续分散，无瞬间集中放热，因此温度温和持久。 【探究任务三】 1. 实验组2温度上升更快，说明氯化钠可以加快铁的氧化放热速率。 2. 实验组3放热效果优于实验组1，活性炭具有疏松多孔结构，可吸附氧气和水分，增大铁粉与反应物的接触面积，促进反应进行。 3. 实验组4放热速度最快、温度最高、持续时间最长；说明四种成分协同作用，放热效果最佳。 4. 铁粉为放热核心，水提供反应环境，活性炭富集反应物、增大接触面积，氯化钠催化加速反应，四者共同作用实现稳定持久放热。 【探究任务四】 1. 相同点：均消耗氧气、均放热、均属于化学变化（氧化反应）。 2. 不同点：剧烈氧化反应速率快、放热集中、伴随发光现象；缓慢氧化速率慢、放热分散、无发光现象。 3. 暖宝宝通过活性炭和氯化钠加速了铁的缓慢氧化，单位时间内放热量增多，因此放热效果明显，区别于自然状态下极慢的铁生锈。 【探究任务五】 1. 化学能转化为热能，暖宝宝释放的热量通过热传递传递给人体，提升体表温度，实现取暖效果。 2. 可适当调整活性炭、氯化钠比例，可加快或放缓放热速度，延长放热时长，提升使用体验（合理即可）。 3. 废渣中的氧化铁、活性炭可回收再利用，减少固体废弃物污染，节约资源，践行绿色化学理念。 【课堂进阶习题探究】 1. 密封包装隔绝氧气和水蒸气，铁无法发生氧化放热反应；撕开包装后接触空气，触发缓慢氧化放热。 2. C 3. 活性炭：吸附氧气和水分，增大反应接触面积，促进氧化反应；氯化钠：加快铁的缓慢氧化速率，提升放热效果。 4. 暖宝宝放热温度较高，直接贴皮肤易造成低温烫伤，需隔着衣物使用。 ( 1 / 3 ) 目标领航 任务驱动 评价镶嵌 赢在课堂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $