《2025年一遍过九年级化学下册沪教版》

[2024长春中考]自热食品中的发热包浸泡在水中即可发热。同学们开展了“探秘发热包”实践探究活动。

【查阅资料】
资料一：发热包发热温度能保持在72℃以上10~15分钟。
资料二：发热包中发热粉的主要成分为Al粉、CaO及Na₂CO₃，加水后发生反应的化学方程式如下。
反应Ⅰ CaO + H₂O $\xlongequal{\;\;}$ Ca(OH)₂；
反应Ⅱ Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ $\xlongequal{\;\;}$ CaCO₃↓ + 2NaOH；
反应Ⅲ 2Al + 2NaOH + 6H₂O $\xlongequal{\;\;}$ 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑。

问题1：上述哪个反应是使发热包温度达到72℃以上的主要原因？
【进行实验】分别取3 g不同样品，各加10 mL水，其温度与时间变化的曲线如下图。

【分析讨论】
(1)通过曲线b可知，反应______(填序号)不能使温度达到72℃以上。
(2)甲同学认为，通过曲线c可知，主要是反应Ⅲ使发热包温度达到72℃以上；乙同学认为此结论不准确，曲线c对应实验中使用了NaOH固体，温度较高的原因也可能与________________________有关；对此，甲同学补充说明，通过曲线d可知，反应Ⅲ是使发热包温度达到72℃以上的主要原因，请说明他得出此结论的理由________________________。

问题2：能否只用Al粉和NaOH作发热粉？
【分析讨论】大家认为，可从经济、安全、发热效果等视角进行分析。
(3)[新趋势·跨学科试题]经调查，CaO：420元/千克，Na₂CO₃：450元/千克，NaOH：1 130元/千克。
根据NaOH的来源不同，计算可知：
若直接用8千克NaOH作发热粉原料，成本为9 040元。
若用CaO和Na₂CO₃为原料制取8千克NaOH，理论上，所需CaO的成本为2 352元，则CaO和Na₂CO₃的总成本为________元，成本更低。
(4)针对问题2，请你先做出判断，再分别从物质性质和曲线变化趋势两个角度说出判断理由：______________________________。

问题3：发热粉能持续发热10~15分钟的原因是什么？
【分析讨论】
(5)对比曲线a、c、d可知，发热粉持续发热的原因可能是：反应________(填序号)能够逐渐地产生NaOH，产生的NaOH再与Al粉反应，持续放出热量。
(6)曲线a对应样品比曲线d对应样品先开始发热的原因是________________________。

【总结提升】可通过控制反应物的成分来调控化学反应的路径，以满足生产生活的需要。

【拓展延伸】
(7)使用发热包时，撕开外包装塑料袋，检查装有发热粉的无纺布袋无破损后，放入凉水中。使用后妥善处理发热包。试推测无纺布应具备的性质________________________(答一条即可)。

答案： 过素养综合素养创新应用
(1)Ⅰ
(2)NaOH固体溶解时放出大量的热　曲线d对应的实验中发生了反应Ⅱ与反应Ⅲ，反应Ⅱ中温度变化不明显，故发热包温度上升的主要原因是反应Ⅲ放热
(3)7 122
(4)不能只用Al粉和NaOH作发热粉，理由是氢氧化钠具有强烈的腐蚀性，若使用不当，会发生危险;通过曲线c变化趋势可以看出,发热包温度达到72℃以上后，持续时间较短，温度下降快,发热包发热温度不能保持在72℃以上10~15分钟
(5)Ⅱ
(6)氧化钙先与水反应放出大量的热
(7)透水性好(或透气性好等)
[解析]　
(1)通过曲线b可知，氧化钙与水反应放出的热量不能使温度达到72℃以上。
(2)由于NaOH固体溶解时放出大量的热，所以甲同学结论不准确。
(3)设制取8千克NaOH需要Na₂CO₃的质量为x，有
$Na_{2}CO_{3}+Ca(OH)_{2}=CaCO_{3}\downarrow +2NaOH$
106　　　　　　　　　　　　　　　80
x　　　　　　　　　　　　　　　8kg
$\frac{106}{80}=\frac{x}{8\ kg}$
x = 10.6 kg
Na₂CO₃的成本 = 10.6千克×450元/千克 = 4 770元。所以CaO和Na₂CO₃的总成本 = 2 352元 + 4 770元 = 7 122元。
(4)由于氢氧化钠具有强烈的腐蚀性，若使用不当，会发生危险;且通过曲线c变化趋势可以看出，发热包温度达到72℃以上后，持续时间较短，温度下降快，发热包发热温度不能保持在72℃以上10~15分钟，所以不能只用Al粉和NaOH作发热粉。
(5)反应Ⅱ的化学方程式为$Ca(OH)_{2}+Na_{2}CO_{3}=CaCO_{3}\downarrow +2NaOH$，结合曲线a、c、d可知，发热粉持续发热的原因可能是反应Ⅱ能够逐渐产生NaOH，产生的NaOH再与Al粉反应，持续放出热量。
(6)曲线a的发热粉含有氧化钙，由于氧化钙先与水反应放出大量的热，所以曲线a对应样品比曲线d对应样品先开始发热。
(7)由“使用发热包时，撕开外包装塑料袋，检查装有发热粉的无纺布袋无破损后，放入凉水中”可知，无纺布应具有透水性;为了快速提高食品温度，无纺布应具备良好的透气性;由于Ca(OH)₂、NaOH都具有腐蚀性，无纺布应耐碱腐蚀。