反应热的应用趣味实验——暖宝宝

1 化学揭秘“暖宝宝” 教学设计

“暖宝宝”是日常生活中非常常见的一种户外御寒取暖用品，通过化学的视角进行揭秘，必将引发学生学习和探究的极大兴趣。严格来说，这节课并不存在于新授课或者复习课的某一章节中，但利用“暖宝宝”，将原电池的工作原理、物质的分离和提纯、离子检验等学科知识与实验探究串联到了一节课中，化学知识不再是枯燥的，而变得更加贴近生活。因此，这节课从某种意义上来说是一种尝试、一种创新。

在探究和实验过程中，学生能从宏观和微观相结合的视角分析问题；认识化学变化有一定速率，是可以调控的，能从多角度动态地分析化学变化，运用化学反应原理解决简单的实际问题；能从化学探究中发现和提出有探究价值的问题，能从问题和假设出发，依据探究的目的，设计探究方案，运用化学实验进行实验探究，勤于实践，善与合作，敢于质疑，勇于创新。以上，正是化学学科的核心素养。

一、教学与评价目标

1、教学目标

（1）通过小组合作探究，学生能运用原电池装置解释暖宝宝的发热原理

（2）通过动手实验和数据处理，学生能了解控制变量在实验中的重要作用，学会分析实验中出现的问题，会对实验进行分析、评价和改进

（3）通过观看实验视频，学生了解物质分离和提纯的两种手段——过滤和蒸发，能够准确复述实验仪器和实验注意事项

（4）通过演示实验，学生能说出常见离子的检验方法，能知道其它离子的干扰 2 2、教学与评价思路

本节课以暖宝宝为主题展开课堂教学，可分为四个模块：原电池工作原理、动手制作暖宝宝、过滤和蒸发、离子检验。

1、运用多种手段激发学生的学习兴趣和参与课堂的主动性，包括：动画视频的引课、小组动手进行离子检验、实验探究暖宝宝中各成分的作用及配置比例、观看实验微视频和演示实验等；

2、不预设实验结果，学生通过数据的分析和处理，自主总结结论，并能发现问题，对实验中的不符合预期的现象进行讨论，找到问题所在，能初步学会如何探究实验、评价试验、改进实验；

暖宝宝的发热原理

暖宝宝是一种常用的发热用品，它能够使人保持温暖并缓解一些身体不适。暖宝宝的发热原理主要是靠化学反应来产生热量。

暖宝宝的主要成分是铁粉、盐和活性炭。当暖宝宝打开包装袋时，空气中的氧气与铁粉中的铁发生氧化还原反应。这个反应可以表达为2Fe+3/2O2→Fe2O3，即铁加氧气生成氧化铁。这个反应是一个放热反应，能够产生大量的热量。

具体的化学反应过程是这样的：当暖宝宝暴露在空气中时，空气中的氧气与铁粉中的铁发生反应，生成氧化铁，并释放出大量的热量。除此之外，盐和活性炭也参与了这个反应过程，它们的作用是起到催化剂和稳定剂的作用，加速反应速度并提高暖宝宝的稳定性。

暖宝宝通常通过脆膜包装来隔离空气和化学物质，以延缓发热的速度。当脆膜被剪破或撕裂时，铁粉就暴露在空气中，与氧气发生反应，产生热量。这个时候，暖宝宝就开始放热，并且可以持续放热数小时，保持人体的温暖。

暖宝宝是一次性的发热产品，它的发热能力是有限的。一般情况下，它能够提供6-12小时的持续温暖。这是因为化学反应一旦开始，它将不可逆转，热量将持续释放，直到反应物被消耗完。因此，暖宝宝的发热能力是有限的，使用者需要在使用时注意合理分配使用时间。

暖宝宝的发热原理和应用是相对简单而又实用的。它适用于一些情况下的急需保暖，比如户外运动、旅行、寒冷的季节等。暖宝宝不需要电力或其他外部能源，只需将其打开即可发热，非常方便。此外，暖宝宝还可以用于缓解一些轻度的疼痛和不适，比如肌肉酸痛、关节疼痛等。 然而，使用者也要注意合理使用暖宝宝。在使用之前，应该先检查是否有损坏或破裂的情况，避免直接与皮肤接触。同时，使用时应避免长时间接触同一部位，以防止热量对皮肤造成损伤。暖宝宝应遵循使用说明，并遵循合理的时间和频率使用。

总的来说，暖宝宝的发热原理是基于铁粉与氧气的化学反应，产生的热量可以维持一定时间的温暖。它是一种简单、方便的发热产品，适用于户外保暖和缓解一些轻微不适的情况下的使用。然而，在使用暖宝宝时，我们应该注意合理使用，以免对皮肤造成不良影响。

第1篇

一、实验目的

1. 了解暖手宝的原理和制作方法。

2. 学习热能传递和保温材料的应用。

3. 培养学生的动手能力和创新思维。

二、实验原理

暖手宝通过化学反应产生热量，使内部物质温度升高，从而实现取暖效果。本实验采用氧化钙与水反应产生热量，达到取暖目的。反应方程式如下：

CaO + H2O → Ca(OH)2 + 热量

三、实验材料与工具

1. 实验材料：

- 氧化钙（生石灰）

- 水

- 保温材料（如羊毛、棉花等）

- 塑料袋

- 纱布

- 尺子

- 计时器

2. 实验工具：

- 电子秤

- 烧杯

- 玻璃棒

- 搅拌棒

- 打孔器 四、实验步骤

1. 准备工作

- 将氧化钙和保温材料准备好。

- 使用尺子测量塑料袋的尺寸，确保足够容纳反应物和保温材料。

2. 配制暖手宝

- 使用电子秤称取适量的氧化钙，倒入烧杯中。

- 加入适量的水，用玻璃棒搅拌，直至氧化钙完全溶解。

3. 加入保温材料

- 将搅拌好的溶液倒入塑料袋中。

- 将保温材料均匀地铺在溶液表面。

- 将塑料袋封口，确保无空气进入。

4. 调整暖手宝形状

- 使用尺子测量暖手宝的长度和宽度，调整保温材料使其达到所需形状。

- 使用打孔器在暖手宝表面打孔，以便热量的传递。

5. 实验观察

- 将暖手宝放置在室温下，观察其温度变化。

- 记录暖手宝的温度随时间的变化情况。

6. 实验结束

- 实验结束后，将暖手宝中的反应物倒掉，清洗干净。

- 整理实验器材，归档实验报告。

五、实验结果与分析

1. 实验结果

- 暖手宝在室温下放置一段时间后，表面温度逐渐升高，达到一定温度后保持稳定。 - 暖手宝的温度变化曲线如图所示。

2. 结果分析

- 氧化钙与水反应产生热量，使暖手宝温度升高。

教学资源：探究暖宝宝的成分和原理

1 / 2 【教学资源】

探究暖宝宝的成分和原理

湖北省石首市文峰中学 刘涛 434400

“暖宝宝”又名暖贴，具有随身携带、一贴即热、立刻见效等特点，是一款即开即用的经济环保型防寒佳品。我们购买并阅读暖宝宝外包装的使用说明书，对其发热剂成分和发热原理进行如下探究：

【实验用品】暖宝宝（3包）、磁铁、烧杯、试管、胶头滴管、燃烧匙、温度计、酒精灯、稀盐酸、澄清石灰水、

【做一做】

⑴先取A袋暖宝宝剪开包装袋，打开倒出内袋粉末，用磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引。另取适量的黑色粉于试管中，滴加足量的稀盐酸，固体部分被溶解，并产生无色气泡。

⑵将剩余的黑色粉末放在燃烧匙上用酒精灯灼烧，将内壁涂有澄清的石灰水的小烧杯罩在上方，石灰水变浑浊。

⑶又取B袋暖宝宝打开外袋取出内袋，轻轻揉搓后直接贴在内衣外层，可感觉可持续保持人体温暖长达12小时，经测量接触温度可达50℃。

⑷将C袋暖宝宝撕开露置空气中48小时，可看到使用过后的暖宝宝中内装黑色粉末大多已经变成红色固体，再滴加适量的稀盐酸，溶解后由无色变成黄色。

【想一想】暖宝宝取暖贴的发热剂成分有什么物质？为什么会持续发热呢？

暖宝宝利用铁生锈放热的原理，即铁粉与水、氧气等物质共同作用发生缓慢氧化，由化学能转化为热能，不断放出热量，为人体提供温暖保障。

取暖贴采用真空包装的不透气塑料外袋，内袋为微孔透气无纺布袋，内装有发热剂，主要成分是铁粉、活性炭、食盐和水等。内袋背面的粘贴部分打有很多小孔，通过微孔透气膜的透氧速率来控制放热的时间和温度。食盐可加速发热剂中铁粉的氧化速率，更快放出热量。食盐和水共同起到帮助铁粉形成电解质溶液，加速铁氧化腐蚀的作用，还有活性炭分散铁粉透气防结块，达到均衡发热的作用，木屑或矿物质能保温。

在运输和保存时应注意密封、干燥和防潮。使用前不要让外袋破损，要保持包装的气密性，使之与空气隔绝，不让空气中氧气进入，以防失效。打开包装袋取出内袋，撕下粘贴纸，贴在衣服外侧，使用时应预防低温烫伤。