Question

目前，市场上有多种“热敷袋”出售，有一次性的，有可以重复使用的。某一化学研究性学习小组在研究了某种“热敷袋”的构造后，决定自己制造一个一次性“热敷袋”，制造过程如下：①称取15g小颗粒状活性炭，40g还原铁粉，5g细木屑，都放在一只烧杯中，再加入15mL 15%食盐水，用玻璃棒搅拌均匀。②用大头针在小塑料袋上扎几十个针眼 (袋的两层同时扎穿)，把烧杯里的混合物全部加入小塑料袋中，封上袋口，再放入大塑料袋中，封上袋口，可长期保存。③使用时将大塑料袋袋口打开，反复搓揉这袋5min～8min，能感觉温度明显上升。回答下列问题：

（1）该一次性“热敷袋”利用了             原理。

（2）使用时将大塑料袋袋口打开的原因是让氧气进入反应，写出其电极反应式                  ；炭粉的作用是                。

（3）将使用过的“热敷袋”打开，发现有大量棕红色粉末生成，该物质主要成分是              ，

写出生成该物质的化学反应方程式：①                   ；②                   。

Answer

（1）原电池

（2）O2＋2H2O＋4e—＝4OH— 作原电池正极，加快铁的腐蚀

（3）铁锈(或Fe2O3) 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3 2Fe(OH)3＝Fe2O3＋3H2O

【解析】

试题分析：（1）铁、碳和氯化钠溶液能自发进行氧化还原反应而构成原电池，所以热敷袋利用原电池原理；

（2）与氧气接触，发生金属的吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e—＝4OH— ，其中炭粉的作用是作原电池正极，加快铁的腐蚀；

（3）铁发生吸氧腐蚀后最终产物红棕色粉末为铁锈，其成分为氧化铁(Fe2O3)；发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3 2Fe(OH)3＝Fe2O3＋3H2O。

【考点定位】考查原电池原理

【名师点晴】明确原电池的构成条件、正负极的判断方法是解题关键；铁、碳和氯化钠溶液能自发进行氧化还原反应而构成原电池，原电池放电将化学能转化为电能，铁易失电子发生氧化反应而作负极，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，据此分析即可解答。