探究“暖宝宝”的产物组成

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探究“暖宝宝”的产物组成

王兆宁(ID 2011302290091)

武汉大学生命科学学院 生物学基地班

摘要:“暖宝宝”是一种常用的保暖用品。为探究其中的成分,设计了此次实验,充分利用其中各组分的化学性质,成功检测出了其中的铁粉、活性炭、食盐、水等成分。

关键词:暖宝宝;组成成分;实验探究

An Experimental Study of the Components of Hot Pad

Abstract

Hot pad is a commonly used product to keep body warm. This experiment is

designed and executed to investigate the components of the heating materials in hot

pad. Referring to the shown chemical properties, iron powder, activated carbon,

water and salt are successfully detected from the contained materials in the sample

hot pad.

Key Words

Hot pad; Components; Experimental study

1 概述

“暖宝宝”是一种常用的保暖贴片,它价格低廉,使用也很方便,只需往相应部位一贴,立刻就能发热,温度最高可达63,平均53,持续发热时间长达10-12小时,对腰、肩、胃、腿、关节等疼痛均有缓解作用,在寒冷的冬季对防止冻伤、驱寒有很好的效果,而且携带方便,发热持久稳定。

“暖宝宝”是铁、蛭石、活性炭、无机盐、水等合成的混合物。它利用铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀的原理发热,同时利用活性炭的强吸附性吸附水蒸气,水蒸气液化成水滴,流出与空气和铁粉接触,在氯化钠的催化作用下较为迅速地发生氧化还原反应生成氢氧化铁,同时放出热量。为加快反应速度,“暖宝宝”中铁以铁粉的形式存在,增大了表面积,又和活性炭、水、食盐组成原电池,加速反应,并用蛭石保存热量,使产品具有较好的使用性。

2 实验部分

2.1 实验目的 本次试验,旨在提高发现、判断、综合分析并解决问题的能力,2

提高对化学的兴趣,并探究“暖宝宝”的产物组成。

2.2 实验原理

2.2.1 利用无水硫酸铜遇水变蓝的特性可检验水的存在。

白色粉末 蓝色晶体

2.2.2 钠的焰色为黄色,氯离子与银离子反应可生成不溶于HNO3的AgCl白色沉淀,据此可检验NaCl的存在。

2.2.3 铁离子与KSCN溶液反应,生成血红色的络合物,据此可检验铁的存在。

2.2.4 灼烧碳,可产生,可使澄清石灰水变浑浊,据此可检验活性炭的存在。

2.3 实验操作步骤与现象

2.3.1 实验仪器:镍铬合金丝,酒精灯,试管,离心管,离心机,滴管,烧杯,电炉,玻璃棒,有柄蒸发皿,表面皿。

2.3.2 所用试剂:五水合硫酸铜(A.R.),6mol/L盐酸, AgNO3溶液, KSCN溶液,6mol/L

NaOH溶液,澄清石灰水。

2.3.3 水的检验:取五水合硫酸铜晶体少量,用有柄蒸发皿(编号为A)炒至无色,将一半转移至另一个有柄蒸发皿(编号为B)中,在A中加入适量新开封的“暖宝宝”内容物。A、B均盖上表面皿。若“暖宝宝”组成成分中有水,则会被A蒸发皿的余热将蒸出,并于无水硫酸铜结合使之变蓝。观察现象,发现A中的无水硫酸铜变蓝,而作为对照的B直到实验结束时仍保持无色,证明“暖宝宝”中含有水。

2.3.4 食盐的检验:取适量“暖宝宝”中的固体粉末于250mL烧杯,加入100mL水溶解之。过滤,将滤液分为两份,一份加入AgNO3溶液。观察现象,出现白色沉淀。再向其中加入HNO3,沉淀不溶解,说明含有Cl-。再用洁净的镍铬合金丝沾取另一份溶液,用酒精灯灼烧。观察现象,发现焰色为黄色,证明含有Na+。 3

2.3.5 铁的检验:将上步所得滤渣溶于6mol/L盐酸,产生大量气泡。充分搅拌后过滤,滤液为深黄色。向滤液中加入KSCN溶液。观察现象,发现溶液变血红色,证明“暖宝宝”中含有铁。

2.3.6 活性炭的检验:取2.3.5中过滤的滤渣,烘干并灼烧,灼烧时在蒸发皿上放倒置一个内壁沾有澄清石灰水的烧杯。观察现象,发现澄清石灰水变浑浊,证明“暖宝宝”中含有活性炭。

3 结果与讨论

3.1 结果:“暖宝宝”中含有铁粉、食盐、活性炭和水等成分。

3.2 讨论:可利用本实验的基本原理,进行定量分析实验,测定“暖宝宝”中食盐、铁粉的含量,即用银量法测定氯离子的含量,从而得出食盐的含量;用络合滴定法滴定溶液中的铁,从而得出铁的含量。另外本实验原本设计了检测“暖宝宝”中蛭石所含的镁、铝和硅的实验方案,但所得结果并不理想,有待今后继续研究。

致谢:感谢武汉大学化学与分子科学学院实验中心蔡苹教授及其他老师提供实验条件,并提供实验指导!

参考文献

[1]武汉大学化学及分子科学学院实验中心.无机及分析化学实验[M].第二版.武汉:武汉大学出版社,2001.

[2]武汉大学《无机及分析化学》编写组.无机及分析化学[M].第三版.武汉:武汉大学出版社,2008.

[3]熊宗齐,徐泓.“暖宝宝”反应原理和产物组成的探究[J].化学教学,2007,10:25-26.

[4]顾晔.“暖宝宝使用前后主要成分的探究”教学实录[J].化学教育,2011,32(12):73-75.

[5]霍小旭,王丽娟,廖立兵.新疆尉犁蛭石的物相组成[J].硅酸盐学报,2011,39(9):1517-1522.