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1、绿源联盟洋泾绿源联盟环保周暖宝宝的原理及其环保应用引言:暖宝宝的化学反应物和其产物十分环保，反应物和产物中不含有害化 学物质，不含污染性气体或残余。反应剩余物质可以作为土壤改良剂改良 酸性土壤，其产物完全可以分解。 其反应化学原理十分简单，暖宝宝原理 类应用题在中学阶段的化学试题中也多次出现，高中的化学水平即可明确 其原理！洋泾中学环保社此次需要采购的暖宝宝为源达日化（天津）有限 公司生产的樱之花牌热力掌中宝，据统计此 奖品的支持率极高。可以产生 很好的效果，关于暖宝宝日常功效这里不做解释，下面整理了百度文库部 分文档的相关资料，详细说明暖宝宝的原理和环保应用。洋泾中学环保社整理概述及基本原理
2、：“暖宝宝”是铁，蛭石，活性炭，无机盐，水等合成的混合物。其中蛭石是一 种铁镁质铝硅酸盐矿物，成分为 Mg.5（H2O）4MgAlSi 3O0（OH）2,因加热时能迅速 膨胀，弯曲呈水蛭（蚂螭）状而得名。蛭石一般呈褐色、褐黄色或暗绿色，带油 脂的玻璃光泽。莫氏硬度1.52.8,比重2.12.7。用加热或化学方法使其膨胀， 体积可膨胀20倍左右。加热后的蛭石变成银灰色，比重下降到 0.60.9。约有 80 %的膨胀蛭石用于建筑工业，是良好的隔热、隔音材料。蛭石是当今世界首 屈一指的超级保温材料。将蛭石经过一系列复杂的化学处理，提取出来的蛭石薄 膜呈半透明。这种薄膜表层的保温性能极好，用来制作防火
3、覆盖层、房顶防热、 高温衬垫、熔炉或锅炉用的膨胀连接件，冰箱等家用电器、孵化器的防热层和电 缆外包层等都很适宜。基本原理暖宝宝发热材料主要由铁粉、活性碳、蛭石、水、盐等材料构成。加入相关成 分材料可以增加远红外功能、负离子功能、药性的功能。暖贴所用内袋是在无纺布上敷的一种可透气薄膜，它是以PE为载体，通过特殊工艺使透气膜形成独特的微孔结构。这些高密度分布在薄膜表面的特殊结构能 像皮肤一样进行呼吸。从而使取暖袋内袋中的发热材料与内袋的两个面可以平整 均匀的吸附在一起。形成一个完整的暖贴片。该透气膜透气量均匀性又决定了产 品发热温度、保持时间等的稳定性。暖宝宝的反应原理为利用原电池加快氧化反应速度
4、，将化学能转变为热能。为了使温度能够持续更长，产品使用了矿物材料蛭石来保温。因为产品在使用前不能发生反应所以袋子材质要很特别，由原料层，明胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的。它还得有一个常规不透气的 外袋一一明胶层。在使用时，去掉外袋，让内袋（无纺布袋）暴露在空气里，空 气中的氧气通过透气膜进入里面。放热的时间和温度就是通过透气膜的透氧速率 进行控制的。如果透氧太快，热量一下子就放掉了，而且还有可能烫伤皮肤。如Page 1 of 3洋泾中学环保社Do not copy this text unless it is absolutely necessary.绿源联盟洋泾绿源联盟环
5、保周果透氧太慢，就没有什么温度了。使用后为黑褐色固体，其中含碳粉、 NaCl固 体、Fe2O3固体以及含镁铝的盐类。发热原理:“暖宝宝”是利用铁氧化反应放热来发热。实际上也就是根据铁在潮湿空气中发 生吸氧腐蚀的原理。同时利用活性炭的强吸附性，在活性炭的疏松结构中储有水 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 迅速的发生反应生成氢氧化铁，放出热量。铁在自然条件下的氧化反应速度是缓 慢的，若能加快这种反应，如设法加大铁的表面积，使用水，食盐和活性炭形成原电池来促进反应，就可以得到发热袋所需的温度，成为发热袋的热源。负极:Fe-2e = Fe2正极：O2 + 2H2O
6、 + 4e- = 4OH总反应：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)22Fe(OH)2 + 2H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3j2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O暖宝宝反应产物分析蛭石蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比 较少见的矿物，属于硅酸盐。其晶体结构为单斜晶系，从外形上它看上去像云母。 蛭石是一定的花岗岩水合时产生的。它一般与石棉同时产生。由于蛭石有离子交换的能力，它对土壤的营养有极大的作用。2000年世界的蛭石总产量超过 50万吨。最主要的出产国是中国、南非、澳大利亚、津巴布韦和美国。蛭石是一种铁镁质铝硅酸盐矿物,成分为 Mg0
7、.5(H2O)4Mg3AlSi3O10(OH)2 , 因加热时能迅速膨胀，弯曲呈水蛭(蚂螭)状而得名。蛭石一般呈褐色、褐黄色 或暗绿色，带油脂的玻璃光泽。约有80%的膨胀蛭石用于建筑工业，是良好的隔热、隔音材料。蛭石是当今世界首屈一指的超级保温材料。将蛭石经过一系列复杂的化学处理，提取出来的蛭石薄膜呈半透明。这种薄膜表层的保温性能极好， 用来制作防火覆盖层、房顶防热、高温衬垫、熔炉或锅炉用的膨胀连接件，冰箱Page 2 of 3洋泾中学环保社*Do not copy this text unless it is absolutely necessary.SiO237-43等家用电器、孵化器的防
8、热层和电缆外包层等都很适宜。 蛭石的化学成份（）H2O 0.5-9Al2 O3 Fe2O3 MgO 9-175-2411-23暖宝宝成分分析1 .铁粉和活性炭：检验方法：先将少许“黑色粉末”溶于稀硫酸，冒出大量地气泡，再观察溶液颜 色呈现绿色（可能是铁粉和氧化铜）。将所得绿色溶液稀释，仍旧是浅绿色（排 除硫酸铜的可能性，只有铁粉）。接着，将较多“黑色粉末”放在致密的铁丝网 上用酒精灯加热试图点燃，并在上方罩涂有澄清石灰水的干燥烧杯不多久，烧杯 内壁出现一层白膜（C+O2=CO2,Ca（OH）2+CO2=CaCO3+2H2O）取暖的原理在于铁粉在空气中缓慢氧化放出热量，而活性炭起着吸附空气中的水
9、蒸气和氧气，加快缓慢氧化的速度。2 .蛭石：蛭石一种铁镁质铝硅酸盐矿物，成分为 Mg0.5（H2O）4Mg3AlSi3O10（OH）2 ,因 加热时能迅速膨胀，弯曲呈水蛭（蚂螭）状而得名。蛭石一般呈褐色、褐黄色或 暗绿色，带油脂的玻璃光泽。检验方法：（1）取少量样品（暖宝宝用过后的黑色混合物），加水溶解，有大 量不溶物。过滤，得到无色透明滤液，将滤液分成四份。（现象）一份滤液中加入 KSCN溶液，无明显现象。第二份加入 AgNO3溶液， 出现白色沉淀。第三份滴加 NaOH溶液，无明显现象。第四份做焰色反应火焰 为黄色。结论说明样品可部分溶解，产物中含有NaCl,溶入水后的滤液中不含 Fe3+,
10、Al3+,Mg2+ 。（2）另取少量样品，加入过量HCl溶液，过滤，得到金黄色澄清滤液。将滤液 分成两份。一份加入KSCN溶液，溶液立即变为血红色.另一份滴加NaOH溶液，一开始无 明显现象，用pH试纸调节溶液的pH值为7,使NaOH溶液将剩余的HCl溶液 中和。继续滴加NaOH溶液，渐渐开始出现墨绿色沉淀，振荡，沉淀消失。继 续滴加NaOH溶液至过量，沉淀部分消失，变为棕黄色。静置分层，上层为无 色透明溶液，下层积聚着红褐色沉淀，过滤，将得到的固体加热，得红棕色固体， 该固体不溶于水，溶于酸得棕黄色溶液，初步确定为Fe2O3 o结论墨绿色沉淀为红褐色氢氧化铁沉淀和白色氢氧化铝（可能也有氢氧化镁） 沉淀的混合物，继续滴加 NaOH溶液，氢氧化铝沉淀逐渐消失，最终剩余红褐 色氢氧化铁沉淀。Page 3 of 3洋泾中学环保社*Do not copy this text unless it is absolutely necessary.