验明蒸汽眼罩“内涵”

○毛艳民 孙玉明

最近许多学生都戴上了蒸汽眼罩，目的是缓解因紧张学习而引发的视疲劳，保护视力。笔者所在学校化学小组的学生对此产生了浓厚的兴趣。在老师的帮助和指导下，他们针对蒸汽眼罩开展了系列探究活动。

一、原理探究

蒸汽眼罩是如何缓解视疲劳、保护视力的呢？

【提出问题1】蒸汽眼罩的护眼原理是什么？

【查阅资料】学生利用手机和电脑搜索得知，蒸汽眼罩的基本原理是眼罩中的铁粉与空气中的氧气接触后快速氧化，产生热量，使内部材料中的水吸热后稳定蒸发，水蒸气透过医用无纺布较为均匀地释放出来，蒸汽的温热促进眼部血液微循环，从而能够达到有效缓解眼部疲劳和护眼等多种效果。

二、填充物探究

将一个未使用的蒸汽眼罩剪开，可以看到内部有一些黑色固体粉末和一些白色固体。

【提出问题2】黑色粉末是什么？

【猜想】通过之前的搜索，学生认为黑色粉末是铁粉。

【实验探究】利用所学知识，学生设计了两种实验方案，分甲、乙两组进行如表1所示实验。

表1 黑色粉末成分的探究

【提出问题3】剩余的黑色粉末是什么？

【猜想】通过查阅资料，结合蒸汽眼罩在空气中与水分反应的发热原理，以及初中化学中常见的黑色固体，学生认为眼罩中的黑色粉末，其组成物除铁粉外，还含有碳粉。

【实验探究】如右图所示，取上述乙组实验剩余黑色粉末和氧化铜粉末按质量比1∶10 的比例均匀混合后装入试管中，固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管。用酒精灯（加网罩）加热混合物，观察到黑色粉末逐渐变成光亮的红色，澄清石灰水变浑浊。

【得出结论】通过分析实验现象，学生一致认为剩余的黑色粉末是碳粉。

【提出问题4】白色固体是什么物质？

【查阅资料】学生上网查阅资料后了解到，铁生锈过程中含钠离子的化合物在其中起传递电子的作用，能加快反应速率，缩短反应时间。

【猜想】学生对初中化学中常见的含钠离子的化合物进行分析后，作出了如下猜想：猜想1：白色固体是氯化钠；猜想2：白色固体是碳酸钠。

【实验探究】依据猜想，学生设计并进行了如表2 所示实验。

表2 白色固体成分的探究

通过以上探究，学生经过交流讨论，确定了蒸汽眼罩中固体的主要成分是铁粉、碳粉和氯化钠。蒸汽眼罩是利用铁生锈放热的原理使水变成水蒸气，起到护眼作用的。

【提出问题5】有学生质疑，蒸汽眼罩中碳粉有什么作用呢？

【查阅资料】学生继续上网查阅，得知铁与空气中的氧气在氯化钠溶液中发生电化学反应并产生热量。碳粉等为反应电子传递物质，同时对于各物质的混合和传热的调节也有一定的作用。

【实验拓展】1.眼睛有炎症时不要戴蒸汽眼罩，否则会使炎症加重。容易过敏的人也不要佩戴蒸汽眼罩，以免眼睛皮肤过敏。

2.使用之前要检查。蒸汽眼罩在打开包装之后就会发热，不能立即使用。等上两三分钟后，确定一下温度，如果特别烫就不能使用，防止烫伤眼睛。要确定没问题之后再佩戴。

3.佩戴时间不要过长。最佳佩戴时间是20 分钟，最长不要超过30 分钟。如果长时间佩戴蒸汽眼罩，可能会被低温烫伤，也可能导致眼球充血。

通过对蒸汽眼罩的系列探究，我们认识到：在化学教学中，教师应积极引导学生善于观察生活中的常见现象，能主动提出有探究价值的问题，通过合理的猜想假设，设计实验方案进行探究，并表达、交流探究结果，逐步培养学生自主、合作探究的能力。