發熱貼成分的探究

“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明，并興起于日本國內，為最新一代日本高科技產品，產品薄如紙、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、發熱貼、取暖片、暖手袋、暖手寶、一貼熱、暖足貼、舒經貼、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？這種產品能反復使用嗎？發熱貼中只有少量的粉末就能持續發熱，是什么原理呢？發熱的溫度有多高，可以調節嗎？……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】如何證明發熱貼中含有鐵粉、炭粉。

實驗步驟1：取未使用過的發熱貼，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，發現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，觀察到產生連續的氣泡，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，發現部分固體不溶解，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象，能初步得出結論：發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，根據說明書的內容，可以得出發熱貼的發熱原理：撕開暖寶寶的包裝時，發熱貼中的鐵粉在氧氣作用下發生氧化反應，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，關于發熱貼的詳細發熱原理，將是進入高中階段以后要繼續研究的內容。