“暖寶寶”是怎么熱起來的

○盧 杰

在寒冷的戶外，撕開“暖寶寶”的外袋，取出內袋，剝離后面的襯紙，然后將其貼在內衣外層，并用手鋪平，立刻就能感覺到溫暖。那么，“暖寶寶”里究竟有什么物質？熱量是怎么產生的？

實驗教學是化學教學的基本形式之一，為了讓學生做好實驗，提高學生的創(chuàng)新和實踐能力，教師不僅要在課堂實驗上搞創(chuàng)新，還要拓展課外實驗。在老師的指導下，化學課外學習小組的學生對“暖寶寶”的發(fā)熱原理進行了探究。

【實驗目的】探究暖熱貼發(fā)熱原理。

【查閱資料】1.某品牌暖熱貼的主要成分：鐵粉、食鹽、活性炭、蛭石、吸水樹脂、水等。

2.吸水樹脂是一種新型的高分子材料，吸水、保水能力特別強，并且可反復釋水、吸水，為暖熱貼提供水蒸氣。

3.蛭石是一種鐵鎂質鋁硅酸鹽礦物，是優(yōu)良的保溫材料。

【實驗注意事項】1.如不慎讓檢測物觸及眼睛，應用大量清水沖洗，如不適持續(xù)，請及時就醫(yī)。

2.學習小組要事先設計好方案，選取的藥品應是生活中常見的、易獲得的。

【實驗用品】暖熱貼、白醋、小磁鐵、50 mL 注射器（帶鐵制針頭）、廢棄眼藥水瓶、廢棄塑料瓶、食鹽、冰箱去味劑中的活性炭、測溫槍或溫度傳感器、火柴等。

【探究問題1】設計實驗證明暖熱貼中的黑色物質中含有鐵。

【實驗設計方案1】學習小組進行充分討論交流，設計進行如表1 所示實驗，并做好記錄。

【實驗結論1】暖熱貼中含有鐵粉。通過觀察使用前后鐵粉顏色的變化，推斷暖熱貼產生的熱量來自于鐵粉生銹——因發(fā)生緩慢氧化而放熱。

【探究問題2】設計實驗探究暖熱貼中活性炭和食鹽兩種成分的作用。

【實驗設計方案2】學生小組根據(jù)問題思考并設計如表2 所示實驗方案。

如圖2，學生按照上述實驗方案，取四個廢棄小塑料瓶，分別放入上述物質，做好標記，用測溫槍或溫度傳感器測量各自反應的溫度，并做好記錄。

圖2

說明：1.實驗所用鐵粉來自小磁鐵從暖熱貼中吸起的那部分，活性炭來自冰箱去味劑，每個實驗中所用的水均為少量，使固體呈現(xiàn)潮濕狀即可；2.每個實驗所使用的藥品質量均相同。

【實驗結論2】在氧氣和水存在的條件下，活性炭和食鹽均加快了鐵生銹的速度，可使暖熱貼快速升溫并平穩(wěn)持續(xù)放熱。

【探究問題3】設計實驗證明暖熱貼使用后的物質成分中含有氧化鐵。

【實驗設計方案3】學生小組根據(jù)問題思考并結合氧化鐵的化學性質，設計進行如表3 所示實驗，并做好記錄。

表3

【實驗結論3】暖熱貼發(fā)熱是鐵生銹緩慢氧化的結果，使用后的物質成分中含有氧化鐵。

【實驗拓展】1.暖熱貼發(fā)熱原理的應用，如蒸汽眼罩、醫(yī)學上的理療特效熱、艾草發(fā)熱貼等。

2.暖熱貼由襯紙、內袋、外袋層層包裹保存，目的是防止其接觸氧氣而失效。