Question

“暖足贴”利用铁氧化生锈时会放热的原理从而达到给人局部热敷的作用，具有一贴即热，快速热敷的作用，深受大众的喜爱。下图甲是某品牌“暖足贴”的图片。A、B两小组的同学，通过查阅资料发现，其主要成份为：铁粉、活性炭、水、食盐等物质。



（1）发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与   、   等物质共同作用才会生锈，铁生锈发生氧化反应，放出热量。
（2）试推测发热剂成分氯化钠的作用是           ，从而更快的放出热量；“暖足贴”的发热还应用了活性炭具有       性。
（3）打开用过的“暖足贴”，兴趣小组的同学们发现原先黑色的铁粉颜色变成了红棕色。他们想到了金属的回收及利用的重要性，考虑能否用学过的知识将之还原成铁粉。于是，他们在实验室找来炭粉及Fe₂O₃粉末，在做完图乙所示实验后，发现澄清石灰水变浑浊，试管中粉末全部变为黑色。
A组一同学将黑色粉末倒在纸上，发现纸竟然烧起来了，原因是                  ；另一同学立即用一块湿抹布进行扑盖，火马上熄灭，试说明灭火原理                 。
（4）B组同学在正确操作之后，取少量黑色粉末，加入足量稀硫酸充分振荡，但她惊讶地发现黑色粉末没有溶解，试管中也未产生预期的气泡，这说明该反应并没有生成       。
（5）A、B组同学查阅资料，得到关于铁的氧化物相关信息如下：
根据以上信息，试写出图乙实验中炭粉与Fe₂O₃发生反应的化学方程式                         
经分析后，A、B同学试着提高反应温度后，实验出现了预期的现象。
（6）两组同学联想到还原性气体H₂,通过继续查阅资料发现酒精灯火焰的温度在600℃左右，而H₂还原氧化铜所需温度大约在250℃，他们按图丙所示进行实验，看到了预期现象，写出试管中反应的方程式                       。

Answer 1

本题考查的是金属锈蚀的条件及其防护，燃烧与灭火，金属的性质，碳的还原性，氢气还原氧化铜，书写化学方程式。
（1）发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与水、氧气等物质共同作用才会生锈；
（2）盐能够加快铁的生锈速率，故氯化钠的作用是加速铁粉生锈，更快地放出热量；活性炭具有疏松多孔的结构，有很强的吸附性；
（3）根据燃烧的条件分析判断，纸张是可燃物，本身又暴露在空气中，唯一缺乏的条件是温度还没达到其着火点，当还未完全冷却的热粉末倒到纸上时，恰好满足这一条件，即温度达到了纸的着火点，所以纸烧起来了；用湿抹布进行扑盖，火马上熄灭，是因为隔绝了空气；
（4）由于铁是氢前的活泼金属，能与稀酸反应放出氢气，而试管中未产生气泡的现象说明没有铁的生成；
（5）根据表格可知，只有四氧化三铁是不溶于酸的黑色固体，结合“黑色粉末没有溶解”的现象可知，反应生成了四氧化三铁，故反应的化学方程式为C+6Fe₂O₃CO₂↑+4Fe₃O₄；
（6）氢气还原氧化铜生成铜和水，故反应的化学方程式为H₂+CuOCu+H₂O.