資源簡(jiǎn)介

(共34張PPT)
暖寶寶中的化學(xué)
——金屬的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化
寒冷的冬天你在家是怎么取暖的？
空調(diào)
暖氣
火爐
小太陽(yáng)
有什么辦法讓我們可以在室外也能取暖呢？
暖寶寶
暖寶寶拆開(kāi)包裝后貼在身上一段時(shí)間后便會(huì)放出熱量
暖寶寶的主要成分是什么呢？為什么會(huì)放出熱量呢？
注意事項(xiàng)
1.不能直接與皮膚接觸
2.不使用請(qǐng)勿打開(kāi)包裝
3.請(qǐng)勿在電熱毯上、取暖器等取暖設(shè)施前使用
暖寶寶的主要成分
怎么證明暖寶寶中有鐵存在呢？
知識(shí)回顧
鐵(Fe)
1.有磁性
2.與氧氣發(fā)生反應(yīng)
3.與酸發(fā)生反應(yīng)
4.與金屬活動(dòng)性順序在鐵之后的金屬鹽溶液反應(yīng)
環(huán)節(jié)1：驗(yàn)證暖寶寶中有鐵的存在
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
方案一：磁鐵吸引
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：黑色粉末被磁鐵吸引，有磁性物質(zhì)
該現(xiàn)象能說(shuō)明暖寶寶的主要成分中含鐵嗎？
資料補(bǔ)充
不能，四氧化三鐵也有磁性，用磁鐵吸引無(wú)法排除黑色粉末是四氧化三鐵的情況。
鐵(Fe)
1.有磁性
2.與氧氣發(fā)生反應(yīng)
3.與酸發(fā)生反應(yīng)
4.與金屬活動(dòng)性順序在鐵之后的金屬鹽溶液反應(yīng)
→用磁鐵吸引
×
方案二：在空氣中點(diǎn)燃
該現(xiàn)象能說(shuō)明暖寶寶的主要成分中含鐵嗎？
不能
活性炭在空氣中燃燒也會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似現(xiàn)象
鐵粉為什么能在空氣中燃燒而鐵絲不可以呢？
鐵粉與空氣的接觸面比鐵絲與空氣的接觸面大，所以反應(yīng)會(huì)更加劇烈。
你還了解哪些金屬與氧氣的反應(yīng)呢？
知識(shí)回顧：金屬與氧氣的反應(yīng)
4Al＋3O2=== 2Al2O3
2Mg＋O2 2MgO
2Cu＋O2 2CuO
Al
2Hg＋O2 2HgO
鐵(Fe)
1.有磁性
2.與氧氣發(fā)生反應(yīng)
3.與酸發(fā)生反應(yīng)
4.與金屬活動(dòng)性順序在鐵之后的金屬鹽溶液反應(yīng)
×
×
方案三：分別與酸反應(yīng)
酸與金屬反應(yīng)有什么現(xiàn)象呢？
Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑
Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑
以稀硫酸與金屬反應(yīng)為例
Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
有氣泡生成
溶液變?yōu)闇\綠色
特殊現(xiàn)象
氫氣可燃
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：取少量黑色粉末置于試管中，加入稀硫酸，觀察現(xiàn)象，一段時(shí)間后點(diǎn)燃試管中氣體
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液有氣泡產(chǎn)生，氣體可燃，溶液顏色變化不明顯。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：黑色粉末中有氫前金屬。
結(jié)合方案一和方案三的現(xiàn)象你能得到什么結(jié)論呢？
方案一現(xiàn)象
方案三現(xiàn)象
結(jié)論：黑色粉末中有氫前金屬
+
結(jié)論：黑色粉末中有磁性物質(zhì)
暖寶寶的主要成分中含有鐵
鐵(Fe)
1.有磁性
2.與氧氣發(fā)生反應(yīng)
3.與酸發(fā)生反應(yīng)
4.與金屬活動(dòng)性順序在鐵之后的金屬鹽溶液反應(yīng)
×
×
√
×
你能性質(zhì)4再設(shè)計(jì)一個(gè)方案驗(yàn)證暖寶寶的主要成分中含鐵嗎？
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：取少量黑色粉末于試管中，加入硫酸銅溶液，觀察現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色，有紅色固體產(chǎn)生。
方案四：與金屬活動(dòng)性順序在鐵之后的金屬鹽溶液反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：暖寶寶的主要成分中含有鐵。
方案四中發(fā)生了什么反應(yīng)？
發(fā)生的反應(yīng)：Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
該反應(yīng)和方案三的反應(yīng)有什么共同點(diǎn)呢？
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
另一種單質(zhì)
化合物
另一種化合物
單質(zhì)
+ === +
置換反應(yīng)
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
鐵(Fe)
1.有磁性
2.與氧氣發(fā)生反應(yīng)
3.與酸發(fā)生反應(yīng)
4.與金屬活動(dòng)性順序在鐵之后的金屬鹽溶液反應(yīng)
×
√
√
在日常生活中我們?yōu)槭裁锤惺懿坏借F生銹會(huì)放出熱量呢？
環(huán)節(jié)2：探究發(fā)熱原因
鐵生銹的反應(yīng)速度通常比較緩慢，需要一定的時(shí)間才能完成，因此熱量的釋放也比較緩慢，難以被人類(lèi)感知到。
是什么原因?qū)е妈F生銹速度加快呢？
優(yōu)良的保溫材料
具有良好的保水功能
該鹽為氯化鈉
知識(shí)回顧
鐵銹蝕的條件：有充足的水和氧氣
→氧氣是從何而來(lái)的呢？
小資料：該產(chǎn)品是將原料層置于無(wú)紡布袋內(nèi)，無(wú)紡布袋的特點(diǎn)是均勻不漏、透氣性好。
無(wú)紡布透氣性好，空氣中的氧氣可進(jìn)入?yún)⑴c反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)藥品：鐵粉、水、活性炭、氯化鈉
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：探究活性炭和氯化鈉對(duì)鐵生銹反應(yīng)速率的影響
序號(hào) 藥品用品 溫度變化
實(shí)驗(yàn)組1 鐵粉+活性炭+水
實(shí)驗(yàn)組2 鐵粉+氯化鈉+水
實(shí)驗(yàn)組3 鐵粉+氯化鈉+活性炭+水
對(duì)照組 鐵粉+水
4g鐵粉+2g氯化鈉+2g活性炭+2mL水
4g鐵粉+2mL水
4g鐵粉+2g活性炭+2mL水
4g鐵粉+2g氯化鈉+2mL水
關(guān)鍵
對(duì)比實(shí)驗(yàn)
控制變量
這三組實(shí)驗(yàn)可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論嗎？
不能，需要設(shè)置對(duì)照組
—— 溫度變化
—— 氧氣含量變化
對(duì)照組：4g鐵粉+2mL水
實(shí)驗(yàn)組1：4g鐵粉+2g活性炭+2mL水
實(shí)驗(yàn)組2：4g鐵粉+2g氯化鈉+2mL水
實(shí)驗(yàn)組3：4g鐵粉+2g氯化鈉+2g活性炭+2mL水
實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在水和氧氣存在的條件下，活性炭和氯化鈉共同作用，加快了鐵的生銹
知識(shí)拓展：鐵銹蝕的應(yīng)用
蒸汽眼罩的成分原理和暖寶寶完全相同
工作原理：利用脫氧劑中的鐵粉與氧氣發(fā)生反應(yīng)，將氧氣吸收并轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，從而降低環(huán)境中氧氣的濃度，達(dá)到保護(hù)物品的目的。
鐵銹蝕是一種無(wú)法避免的自然現(xiàn)象，但又能被利用和控制從而便利我們的生活。
環(huán)節(jié)3：小結(jié)
鐵的性質(zhì)
鐵(Fe)
1.有磁性
2.與氧氣發(fā)生反應(yīng)
3.與酸發(fā)生反應(yīng)
4.與金屬活動(dòng)性順序在鐵之后的金屬鹽溶液反應(yīng)
鐵銹蝕的條件：有充足的氧氣和水
置換反應(yīng)：?jiǎn)钨|(zhì)+化合物 另一種化合物+另一種單質(zhì)
關(guān)鍵
對(duì)比實(shí)驗(yàn)
控制變量
小試牛刀
1.(2021北京)實(shí)驗(yàn)研究鐵銹蝕影響因素，記錄如下。
下列分析不正確的是(　　)
實(shí)驗(yàn)裝置 序號(hào) 其他試劑 200 s時(shí)O2的含量
① 干燥劑 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和1.0 g食鹽 8%
A. ②③中O2含量減少表明鐵已銹蝕 B. ①②證明水對(duì)鐵銹蝕有影響
C. ②③證明食鹽能加快鐵銹蝕 D. ①②③證明炭粉對(duì)鐵銹蝕有影響
D
2.(2023威海)化學(xué)視角認(rèn)識(shí)蒸汽眼罩
蒸汽眼罩逐漸走進(jìn)日常生活，它借助鐵生銹產(chǎn)生熱量，使材料內(nèi)部的水分穩(wěn)定蒸發(fā)，利用產(chǎn)生的熱度和濕度緩解眼部疲勞。
【實(shí)驗(yàn)探究】(1)探究一：檢驗(yàn)蒸汽眼罩內(nèi)部材料中有鐵粉(用化學(xué)方法)
選用試劑 預(yù)計(jì)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 涉及的化學(xué)方程式
稀硫酸
生成氣泡，溶液變?yōu)闇\綠色
硫酸銅
生成紅色固體，溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
(2)探究二：蒸汽眼罩快速發(fā)熱的原因
鐵生銹是鐵與_____________共同作用的結(jié)果，但放熱緩慢。哪些因素能加快反應(yīng)，使蒸汽眼罩快速發(fā)熱 某小組同學(xué)采用對(duì)照實(shí)驗(yàn)展開(kāi)探究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：
(查閱資料：蒸汽眼罩內(nèi)部
材料有鐵粉、活性炭、
氯化鈉、水等。)
藥品
方案一 4 g 鐵粉、2 ml 水
方案二 4 g 鐵粉、2 ml 水、2 g 氯化鈉
方案三 4 g 鐵粉、2 ml 水、2 g 活性炭
方案四 4 g 鐵粉、2 ml 水、2 g 活性炭、2 g 氯化鈉
水和氧氣
上列方案之間能否形成對(duì)照？若能，請(qǐng)指出變量；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由。
方案二與方案四__________________；方案一與方案四__________________________________________________。
藥品
方案一 4 g 鐵粉、2 ml 水
方案二 4 g 鐵粉、2 ml 水、2 g 氯化鈉
方案三 4 g 鐵粉、2 ml 水、2 g 活性炭
方案四 4 g 鐵粉、2 ml 水、2 g 活性炭、2 g 氯化鈉
能，變量為活性炭
不能，方案一與方案四對(duì)比有兩組變量，無(wú)法形成對(duì)照
使用溫度傳感器收集數(shù)據(jù)并生成圖像如下圖。
對(duì)比分析圖像，你獲得的結(jié)論是______________________________
_____________________________________________。
在水和氧氣存在的條件下，活性炭和氯化鈉共同作用，加快了鐵的生銹
(3)探究三：測(cè)量蒸汽眼罩內(nèi)部材料中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
溫馨提示：①實(shí)驗(yàn)儀器和藥品自選。②實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)可分別用m1、m2、m3等來(lái)表示。
你的實(shí)驗(yàn)方案_________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
__________________________________________________。處理數(shù)據(jù)，計(jì)算蒸汽眼罩內(nèi)部材料中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
①取蒸氣眼罩內(nèi)部材料稱(chēng)量，質(zhì)量為m1，置于燒杯1中稱(chēng)量總質(zhì)量為m2；②在燒杯2中加入過(guò)量的稀硫酸，稱(chēng)量總質(zhì)量為m3，將稀硫酸全部倒入燒杯1中；③待反應(yīng)完全后稱(chēng)取燒杯1內(nèi)剩余物、燒杯1及燒杯2的總質(zhì)量為m4，處理數(shù)據(jù)計(jì)算鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
28[(m2+m3)-m4]
m1
【反思評(píng)價(jià)】
①除上述探究中的因素外，影響鐵生銹速率的因素還有
_____________________(寫(xiě)一條即可)。
②如何保存蒸汽眼罩___________________________。
③結(jié)合上述探究談?wù)勀銓?duì)鐵生銹的辯證認(rèn)識(shí)______________________
____________________________________________________。
氧氣的濃度(水的質(zhì)量)
密閉保存，防止與空氣接觸
既有利又有弊。
利：利用反應(yīng)產(chǎn)生的能量；弊：造成金屬銹蝕，資源浪費(fèi)
謝謝觀看

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