Question

【題目】醫療上有一種熱敷袋，內裝有鐵屑、碳粉、木屑、食鹽、水等。使用前將塑料袋封裝，與空氣隔絕，使用時，撕開塑料袋讓空氣進入，輕揉熱敷袋，放出熱量(已知使用過程中發生了原電池反應，正極發生的反應是2H2O＋O2＋4e－＝4OH－)，使用完后，發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___________________________。

(2)鐵屑、碳粉、食鹽、水混合后，發生化學反應的原理是_____________。

(3)寫出使用熱敷袋的過程中，發生的電極反應和有關的化學方程式：

負極：______________________________；

生成鐵銹的反應：____________________。

Answer 1

【答案】鐵的氧化反應鐵、碳和氯化鈉溶液形成原電池，加快鐵的氧化Fe－2e－＝Fe2＋2Fe+O2+2H2O＝Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3、2Fe(OH)3＝Fe2O3＋3H2O

【解析】

（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鐵的氧化反應；

（2）炭粉構成原電池正極，正極上氧氣得電子發生還原反應，NaCl溶液起電解質溶液作用，從而形成原電池，加速Fe的氧化；

（3）負極上鐵失電子發生氧化反應，電極反應式為2Fe－4e－＝2Fe2＋，正極上氧氣得電子發生還原反應，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＝Fe(OH)2，氫氧化亞鐵不穩定，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＝Fe2O3＋3H2O。