Question

9．目前，市場(chǎng)上有多種“熱敷袋”出售．某一化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在研究了某種“熱敷袋”的構(gòu)造后，決定自己制造一個(gè)一次性“熱敷袋”，制造過(guò)程如下：①稱取15g小顆粒狀活性炭，40g還原鐵粉，5g細(xì)木屑，都放在一只燒杯中，再加入15mL 15%食鹽水，用玻璃棒攪拌均勻．②用大頭針在小塑料袋上扎幾十個(gè)針眼 （袋的兩層同時(shí)扎穿），把燒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，可長(zhǎng)期保存．③使用時(shí)將大塑料袋袋口打開(kāi)，反復(fù)搓揉這袋5min～8min，能感覺(jué)溫度明顯上升．回答下列問(wèn)題：
（1）該一次性“熱敷袋”利用了原電池原理．
（2）炭粉的作用是構(gòu)成原電池正極．
（3）將使用過(guò)的“熱敷袋”打開(kāi)，發(fā)現(xiàn)有大量棕紅色粉末生成，該物質(zhì)主要成分是Fe₂O₃．

Answer 1

分析 根據(jù)熱敷袋的原理分析：鐵屑做負(fù)極，碳粉做正極，食鹽做電解質(zhì)溶液，再用木屑或者吸水紙之類防治漏液，一個(gè)簡(jiǎn)單的原電池原理（金屬的吸氧腐蝕）就構(gòu)成了熱敷袋的原理，利用原電池中的氧化還原反應(yīng)而發(fā)熱，據(jù)此分析．

解答 解：（1）該裝置符合原電池構(gòu)成條件，所以能構(gòu)成原電池，放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所以熱敷袋放出的熱來(lái)自于原電池中的氧化還原反應(yīng)，故答案為：原電池；
（2）炭粉構(gòu)成原電池正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，NaCl溶液起電解質(zhì)溶液作用，從而形成原電池，加速Fe的氧化，所以炭粉的作用是構(gòu)成原電池正極，故答案為：構(gòu)成原電池正極；
（3）負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Fe-4e^-═2Fe²⁺，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，即總反應(yīng)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，氫氧化鐵分解生成棕紅色粉末氧化鐵，所以使用過(guò)的“熱敷袋”打開(kāi)，發(fā)現(xiàn)有大量棕紅色粉末生成，該物質(zhì)主要成分是Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池原理，側(cè)重考查熱敷袋的原理等知識(shí)點(diǎn)，注意生成鐵銹原因，題目難度不大．