Question

市場上出售的“熱敷袋”其中主要成分是鐵屑、炭粉和少量的NaCl、水等。熱敷袋在啟用前用塑料袋使之與空氣隔絕，啟用時(shí)，打開塑料袋輕輕揉搓，就會(huì)放出熱量，使用完后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)袋內(nèi)有許多鐵銹生成，請完成下列問題：

（1）熱敷袋放出的熱量來源于____________放出的熱量。

（2）炭粉的作用是________________________________________________。

（3）加入NaCl的作用是___________________________________________。

（4）寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式____________________________。

Answer 1

解析：本題為一信息給予題，實(shí)質(zhì)上考查的是原電池的有關(guān)知識(shí)。從熱敷袋使用前與空氣隔絕，啟用后卻要打開揉搓，說明有空氣參與了熱敷袋內(nèi)的反應(yīng)。反應(yīng)后有大量的鐵銹生成，說明有O₂參加，而放出的熱量應(yīng)是鐵被氧化時(shí)釋放的，從啟用到放出熱量的時(shí)間很短，顯然不是鐵的緩慢氧化所能形成的現(xiàn)象，此時(shí)再分析熱敷袋中的原料成分，會(huì)很容易想到鐵的吸氧腐蝕，即熱敷袋發(fā)生的是原電池反應(yīng)，其中鐵作負(fù)極，炭粉為正極，NaCl與水構(gòu)成了電解質(zhì)溶液。輕輕揉搓的作用是使鐵屑與炭粉、NaCl與水充分接觸，以促使原電池反應(yīng)的發(fā)生。

熱敷袋中主要發(fā)生如下反應(yīng)：

Fe-2e^-Fe²⁺

2H₂O+O₂+4e^-4OH^-

Fe²⁺+2OH^-Fe(OH)₂

4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O4Fe(OH)₃

2Fe(OH)₃Fe₂O₃·xH₂O+(3-x)H₂O

答案：（1）鐵屑被氧化

（2）C、Fe和NaCl溶液組成原電池，C作正極，使鐵氧化速率加快

（3）NaCl溶于水形成電解質(zhì)溶液，增強(qiáng)導(dǎo)電性

（4）負(fù)極：Fe-2e^-Fe²⁺  正極：2H₂O+O₂+4e^-4OH^-  Fe²⁺+2OH^-Fe(OH)₂  4Fe(OH)₂+2H₂O+O₂4Fe(OH)₃