“暖宝宝”是怎么热起来的

○卢 杰

在寒冷的户外，撕开“暖宝宝”的外袋，取出内袋，剥离后面的衬纸，然后将其贴在内衣外层，并用手铺平，立刻就能感觉到温暖。那么，“暖宝宝”里究竟有什么物质？热量是怎么产生的？

实验教学是化学教学的基本形式之一，为了让学生做好实验，提高学生的创新和实践能力，教师不仅要在课堂实验上搞创新，还要拓展课外实验。在老师的指导下，化学课外学习小组的学生对“暖宝宝”的发热原理进行了探究。

【实验目的】探究暖热贴发热原理。

【查阅资料】1.某品牌暖热贴的主要成分：铁粉、食盐、活性炭、蛭石、吸水树脂、水等。

2.吸水树脂是一种新型的高分子材料，吸水、保水能力特别强，并且可反复释水、吸水，为暖热贴提供水蒸气。

3.蛭石是一种铁镁质铝硅酸盐矿物，是优良的保温材料。

【实验注意事项】1.如不慎让检测物触及眼睛，应用大量清水冲洗，如不适持续，请及时就医。

2.学习小组要事先设计好方案，选取的药品应是生活中常见的、易获得的。

【实验用品】暖热贴、白醋、小磁铁、50 mL 注射器（带铁制针头）、废弃眼药水瓶、废弃塑料瓶、食盐、冰箱去味剂中的活性炭、测温枪或温度传感器、火柴等。

【探究问题1】设计实验证明暖热贴中的黑色物质中含有铁。

【实验设计方案1】学习小组进行充分讨论交流，设计进行如表1 所示实验，并做好记录。

【实验结论1】暖热贴中含有铁粉。通过观察使用前后铁粉颜色的变化，推断暖热贴产生的热量来自于铁粉生锈——因发生缓慢氧化而放热。

【探究问题2】设计实验探究暖热贴中活性炭和食盐两种成分的作用。

【实验设计方案2】学生小组根据问题思考并设计如表2 所示实验方案。

如图2，学生按照上述实验方案，取四个废弃小塑料瓶，分别放入上述物质，做好标记，用测温枪或温度传感器测量各自反应的温度，并做好记录。

图2

说明：1.实验所用铁粉来自小磁铁从暖热贴中吸起的那部分，活性炭来自冰箱去味剂，每个实验中所用的水均为少量，使固体呈现潮湿状即可；2.每个实验所使用的药品质量均相同。

【实验结论2】在氧气和水存在的条件下，活性炭和食盐均加快了铁生锈的速度，可使暖热贴快速升温并平稳持续放热。

【探究问题3】设计实验证明暖热贴使用后的物质成分中含有氧化铁。

【实验设计方案3】学生小组根据问题思考并结合氧化铁的化学性质，设计进行如表3 所示实验，并做好记录。

表3

【实验结论3】暖热贴发热是铁生锈缓慢氧化的结果，使用后的物质成分中含有氧化铁。

【实验拓展】1.暖热贴发热原理的应用，如蒸汽眼罩、医学上的理疗特效热、艾草发热贴等。

2.暖热贴由衬纸、内袋、外袋层层包裹保存，目的是防止其接触氧气而失效。