Question

2．在医疗上常使用一种热敷袋，袋内盛装的主要成分是：铁屑、碳粉、木屑、食盐、水等．热敷袋使用之前用塑料袋封装，使之与空气隔绝．使用时，打开塑料袋让空气进入，轻揉热敷袋，就会放出热量．使用完后，会发现袋内有许多铁锈生成．试填写下列空白：
（1）热敷袋放出的热量来源于原电池中的氧化还原反应．
（2）铁屑、碳粉、食盐、水混合后，发生化学变化的原理是炭粉构成原电池正极，NaCl溶液起电解质溶液作用，从而形成原电池，加速Fe的氧化．
（3）写出使用热敷袋的过程中发生的电极反应式和有关的化学方程式：
负极：2Fe-4e^-═2Fe²⁺，正极：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．总反应：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）该装置构成原电池，铁发生吸氧腐蚀，将化学能转化为电能；
（2）碳粉作正极，氯化钠溶液为电解质溶液，能使装置构成闭合回路；
（3）负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，易被空气氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁分解生成氧化铁．

解答 解：（1）该装置符合原电池构成条件，所以能构成原电池，放电时将化学能转化为电能，所以热敷袋放出的热来自于原电池中的氧化还原反应，故答案为：原电池中的氧化还原反应；
（2）炭粉构成原电池正极，正极上氧气得电子发生还原反应，NaCl溶液起电解质溶液作用，从而形成原电池，加速Fe的氧化，
故答案为：炭粉构成原电池正极，NaCl溶液起电解质溶液作用，从而形成原电池，加速Fe的氧化；
（3）负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为2Fe-4e^-═2Fe²⁺，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，即总反应为：2Fe+O₂+2H₂O═2Fe（OH）₂，氢氧化亚铁不稳定，易被空气氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁分解生成氧化铁，反应方程式为4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃、2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O，故答案为：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．

点评 本题考查原电池原理，侧重考查电极反应式的书写等知识点，注意生成铁锈原因，题目难度不大．