发热贴成分的探究

“暖宝宝”是冬季里常用的取暖用品，很多同学都使用过。百度百科介绍暖宝宝最早由日本人发明，并兴起于日本国内，为最新一代日本高科技产品，产品薄如纸、轻如棉、柔软而富有弹性。由于叫法不同，暖宝宝也被称为保暖贴、发热贴、取暖片、暖手袋、暖手宝、一贴热、暖足贴、舒经贴、暖宫宝等，用过它的人都觉得挺方便的。本文将对暖宝宝的成分以及发热原理进行初步的探究。

【提出问题】暖宝宝的成分中可能含有哪些物质？这种产品能反复使用吗？发热贴中只有少量的粉末就能持续发热，是什么原理呢？发热的温度有多高，可以调节吗？……很多的问题都有待我们探索。基于初中学生的化学知识，我们将对以上的部分问题进行探究。

【猜想假设】剪开暖宝宝的包装袋，倒出的固体主要为黑色，根据初中所学的化学知识，黑色固体中可能含有铁粉、炭粉、氧化铜、四氧化三铁等物质。

【设计实验】如何证明发热贴中含有铁粉、炭粉。

实验步骤1：取未使用过的发热贴，用剪刀剪开包装袋，倒出其中的黑色固体，用磁铁吸引黑色固体，发现一部分黑色固体能被磁铁吸引，证明黑色固体中含有铁粉或四氧化三铁。

实验步骤2：将被吸引的少量黑色固体放于试管中，然后向固体中加入适量稀盐酸，观察到产生连续的气泡，静置以后，溶液为浅绿色，证明被磁铁吸引的物质是铁粉，不是四氧化三铁。

实验步骤3：将步骤1中磁铁吸引后剩下的固体放于试管中，然后向试管中加入适量稀盐酸，发现部分固体不溶解，静置以后，上层清液为无色，证明黑色固体中不含氧化铜，可能含有炭粉。

实验步骤4：将步骤3中的不溶性固体进行过滤、烘干，将烘干后的固体放在燃烧匙中，在酒精灯上进行灼烧，黑色固体红热，出现星星点点的光亮，证明黑色固体中含有炭粉。

【得出结论】通过以上的实验探究步骤及实验现象，能初步得出结论：发热贴的黑色固体中含有铁粉和炭粉。

【拓展交流】左图为某暖宝宝的说明书，根据说明书的内容，可以得出发热贴的发热原理：撕开暖宝宝的包装时，发热贴中的铁粉在氧气作用下发生氧化反应，其中的无机盐有促进铁粉氧化的作用，加速反应进行，从而持续放出热量。这只是从初中学习的角度进行粗浅、简单的解释，关于发热贴的详细发热原理，将是进入高中阶段以后要继续研究的内容。