Question

2．在醫(yī)療上常使用一種熱敷袋，袋內盛裝的主要成分是：鐵屑、碳粉、木屑、食鹽、水等．熱敷袋使用之前用塑料袋封裝，使之與空氣隔絕．使用時，打開塑料袋讓空氣進入，輕揉熱敷袋，就會放出熱量．使用完后，會發(fā)現袋內有許多鐵銹生成．試填寫下列空白：
（1）熱敷袋放出的熱量來源于原電池中的氧化還原反應．
（2）鐵屑、碳粉、食鹽、水混合后，發(fā)生化學變化的原理是炭粉構成原電池正極，NaCl溶液起電解質溶液作用，從而形成原電池，加速Fe的氧化．
（3）寫出使用熱敷袋的過程中發(fā)生的電極反應式和有關的化學方程式：
負極：2Fe-4e^-═2Fe²⁺，正極：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．總反應：2Fe+O₂+2H₂O═2Fe（OH）₂、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃、2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）該裝置構成原電池，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，將化學能轉化為電能；
（2）碳粉作正極，氯化鈉溶液為電解質溶液，能使裝置構成閉合回路；
（3）負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，亞鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被空氣氧化生成氫氧化鐵，氫氧化鐵分解生成氧化鐵．

解答 解：（1）該裝置符合原電池構成條件，所以能構成原電池，放電時將化學能轉化為電能，所以熱敷袋放出的熱來自于原電池中的氧化還原反應，故答案為：原電池中的氧化還原反應；
（2）炭粉構成原電池正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，NaCl溶液起電解質溶液作用，從而形成原電池，加速Fe的氧化，
故答案為：炭粉構成原電池正極，NaCl溶液起電解質溶液作用，從而形成原電池，加速Fe的氧化；
（3）負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為2Fe-4e^-═2Fe²⁺，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，亞鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵，即總反應為：2Fe+O₂+2H₂O═2Fe（OH）₂，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被空氣氧化生成氫氧化鐵，氫氧化鐵分解生成氧化鐵，反應方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃、2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O，故答案為：2Fe-4e^-═2Fe²⁺；2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；2Fe+O₂+2H₂O═2Fe（OH）₂、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃、2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．

點評 本題考查原電池原理，側重考查電極反應式的書寫等知識點，注意生成鐵銹原因，題目難度不大．