利用铁生锈能放出热量的原理,可以设计制造出一种便携式化学热袋。钢铁很容易生锈,其原理是因为钢铁是铁和碳的合金,当钢铁的表面附有一层水膜,通常情况下水膜酸性较弱,容易发生吸氧腐蚀:负极:Fe-2e-===Fe2+正极:O2+2H2O+4e-===4OH-若空气因遭污染,酸度增大时,则水膜酸性较强,钢铁易发生析氢腐蚀:正极:2H++2e-===H2↑无论是氧分子还是H+离子得电子,都会使水膜碱性增强,引发下列反应:Fe2++2OH-===2Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3铁的氢氧化物在空气中失去水而变成氧化铁,就是我们平时看到的铁锈。铁在这个生锈过程中,会通过原电池反应将电能转化为热能而放出热量。有人利用这个原理发明了化学热袋。 硅藻土13g;烧成硅藻土(pH8.6)5g;焦炭(多空质,pH8)2.5g;精盐1g;水12g;还原铁粉(目以下)30g。(1)备料和粉碎:硅藻土、烧成硅藻土若有结块,粉碎;多孔质焦炭无论块状还是碎颗粒,均粉碎成粒径1毫米以下的粉末。以上三种原料,可以分别粉碎,也可以按配方量混合在一起后粉碎。精盐若有结块,也需要粉碎才能使用。还原铁粉要粉碎至粒度目以下,需要单独粉碎,配制装袋前才能与其他成分混合,最好隔离包装,在使用前与其他成分混合。(思考一下原因)(2)混合装袋:按配方量将各种原料(还原铁粉除外)充分混合均匀,最后加入还原铁粉,迅速装入透气度~的袋中,再立即装入不透气密封袋中密封贮存。条件具备时,粉碎、配料、混合、包装最好在氮气保护(不接触氧气)条件下进行,保证发热剂的使用效果。也可以采取将还原铁粉与其他成分隔离包装于透气性袋中,再装入不透气袋中密封贮存。使用时将密封外袋打开,进行震荡即可发热。如果采用还原铁粉隔离包装时,则在除去不透气外袋后,将隔离层撕破并进行揉合,使还原铁粉和其他成分充分接触,即可发热。由于包装发热剂所用的透气性袋的透气度不同,发热袋的发热温度和发热的持续时间也会不同。当发热袋使用透气度为~的包装袋时,从取下米粉外袋进行振荡发热时起,1小时后发热温度可以达到47~51℃,20小时后仍保持在40~44℃,发热持续时间可以达到20小时以上;平均发热温度为46.9~54.4℃,适宜取暖。若改变发热袋透气度为~时,平均发热温度可达到73~65℃,而持续时间则分别缩短为9~10小时。你也可以用自制的发热袋进行发热条件的优化实验,找出最佳的配方比例、混合方法和贮存方式。