19. 市场上热销的蒸汽眼罩如图1所示,小组同学打开一个眼罩,剪开后发现有一些黑色固体粉末和一些白色固体。于是对眼罩内填充的物质展开了以下探究。
【查阅资料】蒸汽眼罩采用自发热温控技术,让空气中的水分与眼罩内的物质发生反应,形成发热体,生成细微温润的水蒸气,缓解眼疲劳。
探究一:黑色粉末是什么?
【作出猜想】同学们利用所学知识,结合眼罩在空气中与水分反应的发热原理,作出如下猜想:①炭粉;②铁粉;③炭粉和铁粉。
(1)【设计实验】
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
步骤1:取少量黑色粉末于试管中,加入一定量___________。 | 观察到黑色粉末部分溶解,产生气泡,溶液变为浅绿色 | 黑色粉末中有___________。 |
步骤2:另取少量黑色粉末用磁铁吸引,将剩余固体与氧化铜粉末混合,用图2所示的装置进行实验。 | 观察到___________。 | 黑色粉末中含有炭粉。 |
【实验结论】猜想③正确,蒸汽眼罩是利用铁粉生锈发热的原理工作的。
(2)【实验反思】步骤2中,实验结束后应
___________,避免因操作不当引起试管炸裂。
探究二:白色固体的成分是什么?
【查阅资料】铁生锈过程中含钠离子的化合物能加快反应速率,缩短反应时间。
【作出猜想】①NaOH;②NaCl;③Na
2CO
3;④Na
2SO
4。
(3)【交流讨论】小组同学根据蒸汽眼罩的使用环境,认为不可能是NaOH,理由是
______。
(4)【进行实验】取白色固体于烧杯中加水溶解,静置,取上层清液于试管中,滴加BaCl
2溶液,观察到无沉淀产生,则推测白色固体的成分为
___________。
【拓展延伸】通过探究一可知,蒸汽眼罩中的黑色固体是炭粉和铁粉,小组同学想知道在铁粉生锈发热时炭粉起到什么作用?于是利用浓度为3.6%的NaCl溶液,2.0g铁粉与不同质量的炭粉混合进行如图所示实验,打开止水夹,记录烧杯中水开始倒吸进入烧瓶所消耗的时间,如下表:
炭粉的质量/g | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 2.5 | …… |
时间/s | 1468 | 376 | 212 | 162 | …… |
(5)分析实验数据,可得出的结论是
___________。
【反思总结】
(6)蒸汽眼罩虽能缓解疲劳,但也不能长时间佩戴。下列有关蒸汽眼罩的相关说法中正确的是___________(选填字母)。
A.蒸汽眼罩可以循环使用 |
B.蒸汽眼罩戴的越久,效果越好 |
C.蒸汽眼罩开封后立即使用,以保证效果 |