教学资源：探究暖宝宝的成分和原理

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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。

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越冬必备佳品“暖宝宝”

漫长冬季不再寒冷，暖宝宝呵护你的温暖。秒杀团购“暖宝宝”取暖贴（见图1），成为时尚潮人一族取暖驱寒、热敷理疗的私人订制越冬利器。我们阅读暖宝宝使用说明书后（见图2），对暖宝宝的发热剂成分和发热原理产生了兴趣，购买几袋暖宝宝进行如下探究：

图1：暖宝宝取暖贴图2：暖宝宝使用说明书

提出第一个问题：暖宝宝取暖贴的发热剂成分是什么物质？

先取A袋暖宝宝按照使用说明要求，剪开包装袋，可直观观测：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。当打开内袋倒出其中的粉末，发现呈黑色，用磁铁靠近有部分被吸引。另取适量的黑色粉末加入足量的稀盐酸，固体部分被溶解，产生无色气泡。这说明该黑色粉末中一定含有铁粉。

然后将剩余的残渣用酒精灯灼烧，将内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在上方，澄清的石灰水变浑浊，则说明该黑色粉末中一定还含有碳粉。再次阅读暖宝宝的使用说明书，确定暖宝宝发热剂的主要成分是铁粉、活性炭、无机盐（主要含食盐）和水等合成的聚合物。

提出第二个问题：暖宝宝取暖贴为什么会在短时间内释放出大量的热呢？

再取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，可持续保持人体温暖长达12小时，测量接触温度可达50℃。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。果果认为：发热剂需要接触到足量的空气才会发热。

发热剂成分中的食盐能加速发热剂中铁粉的氧化速率，更快的放出热量。水和食盐起到帮助铁粉形成电解质溶液，加速铁氧化腐蚀的作用，活性炭起分散铁粉透气防结块从而能够达到均衡发热的作用，木屑或矿物蛭石则可起到保温的作用。

由此归纳：暖宝宝采用铁的的“氧化放热”原理，即铁粉与水、氧气等物质共同作用，发生了缓慢氧化锈蚀（铁生锈），由化学能转化为热能，不断放出热量，这样就能为人体提供温暖保障。

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褐色固体，于是，果果根据暖宝宝的发热原理，猜想这种红褐色固体可能是氧化铁，她准备将用过后的暖宝宝发热剂粉末可用于阳台小花园，当作自家花圃的花肥来使用。

暖宝宝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。暖宝宝具有随身携带、一贴即热、立刻见效等突出特点，是一款即开即用的经济环保型防寒佳品。