暖宝宝发热原理探究_电化学腐蚀应用

(共17张PPT)
探索“暖宝宝“的发热原理
——原电池原理及其应用
授课教师：
关于暖宝宝的一些谣言
6%
怎么办？
关于暖宝宝的成分
天然无机、无毒的矿物质
属于硅酸盐
保温材料
主要
成分
铁粉、水、活性炭、蛭石、吸水性树脂、食盐
关于暖宝宝的一些谣言
合作任务：搜索“暖宝宝”发热原理，并记录你认为有用的信息，与同伴交流讨论。
2
关于暖宝宝的反应原理
6%
提供的试剂和仪器：暖宝宝一个、氯化钠溶液、具支试管、试管、导管、橡胶条、橡胶塞
主要反应
2Fe + O2 + 2H2O ＝ 2Fe(OH)2
合作任务：利用所给的实验仪器和药品，设计实验验证总反应
暖宝宝的材料
水（滴加品红）
关于暖宝宝的反应原理
6%
2Fe + O2 + 2H2O ＝ 2Fe(OH)2
形成原电池，加快反应速率
反应原理
合作任务：利用所给的实验仪器和药品，设计实验验证形成原电池
Fe 石墨棒
A
NaCl溶液
提供的试剂和仪器：铁棒、碳棒、电线、电流表、NaCl溶液
负极
正极
关于暖宝宝的反应原理
6%
（-）Fe - 2e- = Fe2+
（+）O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
2Fe + O2 + 2H2O ＝ 2Fe(OH)2
形成原电池，加快反应速率
反应原理
负极
正极
暖宝宝中确实会形成原电池，但是电流非常小
Fe 石墨棒
A
NaCl溶液
关于暖宝宝的发热原理
6%
形成原电池，加快反应速率
反应原理
6%
主要反应
2Fe + O2 + 2H2O ＝ 2Fe(OH)2
主要
成分
铁粉、水、盐、蛭石、活性炭等
能量转化？
化学能
热能
电能
原电池
Q=I2Rt
低温烫伤
关于暖宝宝的使用注意事项
虽然基础温度不高，皮肤长时间接触高于体温的低热物体而造成的烫伤。
接触70℃的温度持续一分钟，皮肤可能就会被烫伤；
接触近60℃的温度持续五分钟以上时，也有可能造成烫伤
关于暖宝宝的反应原理
6%
总反应：2Fe + O2 + 2H2O ＝ 2Fe(OH)2
（-）Fe - 2e- = Fe2+
（+）O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH)3
Fe2O3·xH2O
铁锈的主要成分
打开的暖宝宝中出现的红色物质是什么？
铁的吸氧腐蚀
6%
【问题1】哪一段铁索腐蚀得最厉害？
接近水面的一段
【问题2】为什么接近水面的一段铁索最容易生锈？是否能解释其生锈原理
Fe (负极):
C (正极):
2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH)3
Fe2O3·xH2O
总反应:
后续反应:
O2
+ 2H2O
= 4OH-
+ 4e-
Fe - 2e- = Fe2+
6%
暖宝宝的发明
70年代
日本人基于化学知识发明了暖宝宝
2005年
日本国内共计销售暖贴14.7亿贴
2006年
国内涌现出了较多品牌，年生产量达18.7亿贴
我国最先出现的暖宝宝
将冷却后的铁砂拌入食醋，大约每750g铁砂搬入40毫升，将搅拌好的铁砂装入布口袋系紧。等到铁砂口袋发热至40摄氏度，摸着发烫时，砂袋敷在患部
总反应： Fe + 2CH3COOH = Fe2+ + H2 + 2CH3COO-
形成原电池，加快反应速率
负极：Fe – 2e- = Fe2+
正极：2H+ + 2e- = H2
铁的析氢腐蚀
6%
【问题】环境是中性或者弱碱性的，钢铁发生吸氧腐蚀，如果环境是酸性的呢？
Fe (负极):
C (正极):
2Fe + 2H+ = Fe2+ + H2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH)3
Fe2O3·xH2O
总反应:
后续反应:
2H+
= H2
+ 2e-
Fe - 2e- = Fe2+
如何面对网络上的各种谣言
化学不可怕，
不懂化学真可怕！
Thank you