第7章 跨学科实践活动6 发热袋的模拟制作导学案-2025-2026学年九年级化学沪教版下册

跨学科实践活动6 发热袋的模拟制作 沪教版·九年级化学下册·第7章 探索溶解现象 导学案 一、四维核心素养 通过模拟制作发热袋，认识物质溶解过程中伴随的热量变化，建立“物质变化伴随能量转化”的化学观念；在对比实验与变量控制中发展基于证据推理与模型认知的科学思维；在选材、组装、测温与改进的完整探究过程中，提升提出问题、设计方案、动手操作与合作交流的科学探究能力；在真实产品的制作与评价中，体会化学服务生活的价值，形成安全操作、节约资源与绿色环保的科学态度与责任。 二、学习重难点 学习重点：理解物质溶解时伴随吸热或放热现象，能够利用溶解放热的原理设计并模拟制作发热袋，学会用温度计观测并记录温度变化。学习难点：在多种可供选择的固体物质中，依据放热效果、安全性、成本和易得性进行综合选材；能够针对温度过高、持续时间短、发热不均匀等实际问题提出可行的改进方案。 三、课前预习案 （一）知识回顾 1. 物质在溶解过程中通常伴随着热量的变化。有些物质溶于水后，溶液温度会升高，例如常见的氢氧化钠；有些物质溶于水后，溶液温度会降低，例如硝酸铵；还有些物质溶于水后温度变化不明显，例如氯化钠。请根据上述描述判断： （1）把氢氧化钠固体加入盛有水的烧杯中，用手触摸烧杯外壁，会感觉到烧杯外壁（ ） A. 变凉 B. 变热 C. 没有变化 D. 先变凉后变热 （2）下列物质溶于水后，能使溶液温度明显降低的是（ ） A. 氢氧化钠 B. 氯化钠 C. 硝酸铵 D. 蔗糖 （3）物质溶解时溶液温度发生变化，这一事实能够说明（ ） A. 溶解过程只发生物理变化 B. 溶解过程中一定有新物质生成 C. 物质在溶解过程中伴随着能量的变化 D. 所有物质溶于水都会放热 （二）生活观察 2. 冬天，人们常常使用“暖宝宝”“发热袋”等一次性取暖用品，轻轻揉搓或撕去外包装后，它就会慢慢发热。请你结合生活经验思考并完成下面的填空： （1）发热袋在使用前是__________态的固体药品和密封的液体，使用时让两者接触，发生__________并放出热量。 （2）发热袋通常用透气不透水的无纺布袋盛装固体药品，目的是既能让__________进入袋内，又能防止__________渗出。 （3）从安全角度考虑，发热袋不能直接长时间贴在皮肤上，原因是____________________________。 （三）预习思考 3. 查阅家中药箱或超市货架上的一种一次性取暖用品，记录它的主要成分和使用方法，并思考：如果让你用化学实验室中的常见试剂模拟制作一个发热袋，你会选择哪一种固体物质作为发热剂？请简单写出你选择的理由。 四、课中探究案 （一）活动一 感受溶解时的热量变化 4. 各组同学分别向三个盛有等量水的烧杯中加入等量的氢氧化钠固体、硝酸铵固体和氯化钠固体，用玻璃棒搅拌使其完全溶解，并用温度计测量溶液温度的变化。请根据实验现象回答下列问题： （1）三个烧杯中溶液温度明显升高的是盛有__________的烧杯，温度明显降低的是盛有__________的烧杯，温度几乎不变的是盛有__________的烧杯。 （2）该实验中需要控制不变的量有____________________（写出两项即可）。 （3）如果把氢氧化钠固体换成等质量的生石灰，加水后同样可以观察到放热现象。氢氧化钠溶于水放热与生石灰加水放热，从变化类型上看，前者属于__________变化，后者属于__________变化。 （4）由本实验可以得出的结论是__________________________________________。 （二）活动二 设计并模拟制作发热袋 5. 某学习小组利用氢氧化钠固体、水、透气不透水的无纺布小袋和塑料外袋，模拟制作一个发热袋。请你参与他们的设计并回答下列问题： （1）小组同学在选材时，发现有氢氧化钠、硝酸铵和氯化钠三种固体。你认为应选择__________作为发热剂，理由是____________________________；不选择另外两种的原因分别是____________________________。 （2）为了让发热袋持续、平稳地放热，小组同学在固体药品中混入了一定量的蛭石。你认为蛭石在发热袋中所起的主要作用是（ ） A. 增加袋内物质的总质量 B. 吸收多余的水分，防止液体渗出 C. 减缓固体与水接触的速度，使热量缓慢释放 D. 与氢氧化钠反应，放出更多的热 （3）小组同学在使用自制发热袋时，发现温度上升很快，但持续发热的时间很短。为了延长发热时间，下列措施中可行的是（ ）（多选） A. 增加固体药品的用量 B. 减少加入的水量 C. 把固体药品研磨得更细 D. 在固体药品中混入更多的蛭石 E. 把塑料外袋扎若干小孔，让空气大量进入 （4）使用发热袋时，下列操作或说法正确的是（ ） A. 为了让发热效果更好，可以把袋内固体全部倒出直接加水 B. 发热袋使用后剩余的液体可以直接倒入下水道 C. 若不慎把袋内药品沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗 D. 发热袋可以反复使用，只要再加水即可 （三）活动三 跨学科分析与评价 6. 某品牌一次性取暖用品说明书上写着：“撕开外袋即自动发热，可持续放热数十小时。”其主要成分为铁粉、活性炭、蛭石、食盐和水。请结合本节所学知识回答： （1）该取暖用品的放热原理与课堂上模拟制作的发热袋__________（选填“相同”或“不同”）。它主要利用铁粉在空气中发生缓慢氧化而放热。 （2）铁粉、活性炭、食盐和水混合在一起，撕开外袋后空气进入，反应很快开始。其中活性炭和食盐所起的作用是____________________________（从加快反应角度考虑）。 （3）与课堂上用氢氧化钠溶解发热相比，铁粉型取暖用品在使用上的优点有____________________________（写出两点即可）；它的一个明显缺点是____________________________。 （4）从环境保护的角度看，使用后的一次性取暖用品应当（ ） A. 直接扔进普通垃圾桶即可 B. 其中含有较多铁的氧化物，可以回收利用 C. 属于有害垃圾，必须单独处理 D. 可以倒入花坛作为肥料 （四）活动四 拓展应用 7. 某同学想利用家中常见物质，制作一个简易的“冷敷袋”用于运动扭伤后的冷敷。他手头有食盐、白糖、硝酸铵三种物质。请你帮他完成下面的设计： （1）他应当选择__________作为冷敷袋中的主要固体药品，理由是____________________________。 （2）制作时，应把固体药品装在一个__________的小袋里，再把小袋和水一起密封在外层塑料袋中，需要使用时__________（写操作），即可使袋内温度下降。 （3）从原理上看，“发热袋”和“冷敷袋”的相同点是都利用了____________________________；不同点在于前者利用物质溶解时__________热量，后者利用物质溶解时__________热量。 （4）联系本节所学，请你再举出一例生活中利用物质溶解时能量变化的实例：____________________________。 五、板书设计 跨学科实践活动6 发热袋的模拟制作 一、知识基础：物质溶解伴随热量变化 放热：氢氧化钠 吸热：硝酸铵 不明显：氯化钠 二、发热袋的模拟制作 选材：氢氧化钠 + 水 + 蛭石（缓释）+ 无纺布透气袋 操作：固体与水分开密封 → 使用时接触 → 搅拌/揉搓 关键：控制水量、固体用量、缓释材料 三、跨学科延伸 产品型暖贴：铁粉缓慢氧化放热（与溶解放热原理不同） 冷敷袋：硝酸铵溶解吸热 四、安全与环保：防烫伤、防药品泄漏、废液处理、垃圾分类回收 六、参考答案 （一）课前预习案 1.（1）B （2）C （3）C 2.（1）固体；溶解（或物质溶解） （2）空气（或氧气）；袋内液体（或药品） （3）温度过高可能烫伤皮肤（合理即可） 3. 提示：可选择氢氧化钠，理由是氢氧化钠溶于水放出大量的热，材料易得、放热明显；也可选择其他常见放热物质，只要理由合理即可。 （二）课中探究案 4.（1）氢氧化钠；硝酸铵；氯化钠 （2）水的温度、水的质量、所加固体的质量、烧杯规格等（写出任意两项即可） （3）物理；化学 （4）不同的物质溶于水时，溶液温度的变化情况不同（合理即可） 5.（1）氢氧化钠；氢氧化钠溶于水放出大量的热，能使温度明显升高；硝酸铵溶于水吸热会使温度降低，氯化钠溶于水温度几乎不变，均不适合做发热剂 （2）C （3）ABD （4）C 6.（1）不同 （2）活性炭吸附氧气并增大反应物接触面积，食盐加快铁生锈（缓慢氧化）的速率 （3）优点：温度较为温和不易烫伤、使用安全、原料易得；缺点：使用后不易分解，会产生固体废弃物（合理即可） （4）B 7.（1）硝酸铵；硝酸铵溶于水吸收热量，能使溶液温度明显降低 （2）透气不透水（或不漏水）；用力揉搓使内袋破裂，让固体与水接触（合理即可） （3）物质溶解时伴随着能量的变化；放出；吸收 （4）例如：向塑料袋中加入适量硝酸铵和水，用于食品运输过程中的临时降温；或利用氢氧化钠溶于水放热对试管内液体进行简单加热（合理即可） 学科网（北京）股份有限公司 $