驗明蒸汽眼罩“內涵”

○毛艷民 孫玉明

最近許多學生都戴上了蒸汽眼罩，目的是緩解因緊張學習而引發的視疲勞，保護視力。筆者所在學校化學小組的學生對此產生了濃厚的興趣。在老師的幫助和指導下，他們針對蒸汽眼罩開展了系列探究活動。

一、原理探究

蒸汽眼罩是如何緩解視疲勞、保護視力的呢？

【提出問題1】蒸汽眼罩的護眼原理是什么？

【查閱資料】學生利用手機和電腦搜索得知，蒸汽眼罩的基本原理是眼罩中的鐵粉與空氣中的氧氣接觸后快速氧化，產生熱量，使內部材料中的水吸熱后穩定蒸發，水蒸氣透過醫用無紡布較為均勻地釋放出來，蒸汽的溫熱促進眼部血液微循環，從而能夠達到有效緩解眼部疲勞和護眼等多種效果。

二、填充物探究

將一個未使用的蒸汽眼罩剪開，可以看到內部有一些黑色固體粉末和一些白色固體。

【提出問題2】黑色粉末是什么？

【猜想】通過之前的搜索，學生認為黑色粉末是鐵粉。

【實驗探究】利用所學知識，學生設計了兩種實驗方案，分甲、乙兩組進行如表1所示實驗。

表1 黑色粉末成分的探究

【提出問題3】剩余的黑色粉末是什么？

【猜想】通過查閱資料，結合蒸汽眼罩在空氣中與水分反應的發熱原理，以及初中化學中常見的黑色固體，學生認為眼罩中的黑色粉末，其組成物除鐵粉外，還含有碳粉。

【實驗探究】如右圖所示，取上述乙組實驗剩余黑色粉末和氧化銅粉末按質量比1∶10 的比例均勻混合后裝入試管中，固定在鐵架臺上，試管口裝有通入澄清石灰水的導管。用酒精燈（加網罩）加熱混合物，觀察到黑色粉末逐漸變成光亮的紅色，澄清石灰水變渾濁。

【得出結論】通過分析實驗現象，學生一致認為剩余的黑色粉末是碳粉。

【提出問題4】白色固體是什么物質？

【查閱資料】學生上網查閱資料后了解到，鐵生銹過程中含鈉離子的化合物在其中起傳遞電子的作用，能加快反應速率，縮短反應時間。

【猜想】學生對初中化學中常見的含鈉離子的化合物進行分析后，作出了如下猜想：猜想1：白色固體是氯化鈉；猜想2：白色固體是碳酸鈉。

【實驗探究】依據猜想，學生設計并進行了如表2 所示實驗。

表2 白色固體成分的探究

通過以上探究，學生經過交流討論，確定了蒸汽眼罩中固體的主要成分是鐵粉、碳粉和氯化鈉。蒸汽眼罩是利用鐵生銹放熱的原理使水變成水蒸氣，起到護眼作用的。

【提出問題5】有學生質疑，蒸汽眼罩中碳粉有什么作用呢？

【查閱資料】學生繼續上網查閱，得知鐵與空氣中的氧氣在氯化鈉溶液中發生電化學反應并產生熱量。碳粉等為反應電子傳遞物質，同時對于各物質的混合和傳熱的調節也有一定的作用。

【實驗拓展】1.眼睛有炎癥時不要戴蒸汽眼罩，否則會使炎癥加重。容易過敏的人也不要佩戴蒸汽眼罩，以免眼睛皮膚過敏。

2.使用之前要檢查。蒸汽眼罩在打開包裝之后就會發熱，不能立即使用。等上兩三分鐘后，確定一下溫度，如果特別燙就不能使用，防止燙傷眼睛。要確定沒問題之后再佩戴。

3.佩戴時間不要過長。最佳佩戴時間是20 分鐘，最長不要超過30 分鐘。如果長時間佩戴蒸汽眼罩，可能會被低溫燙傷，也可能導致眼球充血。

通過對蒸汽眼罩的系列探究，我們認識到：在化學教學中，教師應積極引導學生善于觀察生活中的常見現象，能主動提出有探究價值的問題，通過合理的猜想假設，設計實驗方案進行探究，并表達、交流探究結果，逐步培養學生自主、合作探究的能力。