“暖寶寶”是冬季里常用的取暖用品,很多同學都使用過。百度百科介紹暖寶寶最早由日本人發(fā)明,并興起于日本國內(nèi),為最新一代日本高科技產(chǎn)品,產(chǎn)品薄如紙、輕如棉、柔軟而富有彈性。由于叫法不同,暖寶寶也被稱為保暖貼、發(fā)熱貼、取暖片、暖手袋、暖手寶、一貼熱、暖足貼、舒經(jīng)貼、暖宮寶等,用過它的人都覺得挺方便的。本文將對暖寶寶的成分以及發(fā)熱原理進行初步的探究。
【提出問題】暖寶寶的成分中可能含有哪些物質?這種產(chǎn)品能反復使用嗎?發(fā)熱貼中只有少量的粉末就能持續(xù)發(fā)熱,是什么原理呢?發(fā)熱的溫度有多高,可以調節(jié)嗎?……很多的問題都有待我們探索。基于初中學生的化學知識,我們將對以上的部分問題進行探究。
【猜想假設】剪開暖寶寶的包裝袋,倒出的固體主要為黑色,根據(jù)初中所學的化學知識,黑色固體中可能含有鐵粉、炭粉、氧化銅、四氧化三鐵等物質。
【設計實驗】如何證明發(fā)熱貼中含有鐵粉、炭粉。
實驗步驟1:取未使用過的發(fā)熱貼,用剪刀剪開包裝袋,倒出其中的黑色固體,用磁鐵吸引黑色固體,發(fā)現(xiàn)一部分黑色固體能被磁鐵吸引,證明黑色固體中含有鐵粉或四氧化三鐵。
實驗步驟2:將被吸引的少量黑色固體放于試管中,然后向固體中加入適量稀鹽酸,觀察到產(chǎn)生連續(xù)的氣泡,靜置以后,溶液為淺綠色,證明被磁鐵吸引的物質是鐵粉,不是四氧化三鐵。
實驗步驟3:將步驟1中磁鐵吸引后剩下的固體放于試管中,然后向試管中加入適量稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)部分固體不溶解,靜置以后,上層清液為無色,證明黑色固體中不含氧化銅,可能含有炭粉。
實驗步驟4:將步驟3中的不溶性固體進行過濾、烘干,將烘干后的固體放在燃燒匙中,在酒精燈上進行灼燒,黑色固體紅熱,出現(xiàn)星星點點的光亮,證明黑色固體中含有炭粉。
【得出結論】通過以上的實驗探究步驟及實驗現(xiàn)象,能初步得出結論:發(fā)熱貼的黑色固體中含有鐵粉和炭粉。
【拓展交流】左圖為某暖寶寶的說明書,根據(jù)說明書的內(nèi)容,可以得出發(fā)熱貼的發(fā)熱原理:撕開暖寶寶的包裝時,發(fā)熱貼中的鐵粉在氧氣作用下發(fā)生氧化反應,其中的無機鹽有促進鐵粉氧化的作用,加速反應進行,從而持續(xù)放出熱量。這只是從初中學習的角度進行粗淺、簡單的解釋,關于發(fā)熱貼的詳細發(fā)熱原理,將是進入高中階段以后要繼續(xù)研究的內(nèi)容。