Question

医疗上有一种热敷袋，内装有铁屑、碳粉、木屑、食盐、水等。使用前将塑料袋封装，与空气隔绝，使用时，撕开塑料袋让空气进入，轻揉热敷袋，放出热量(已知使用过程中发生了原电池反应，正极发生的反应是2H₂O＋O₂＋4e^－＝4OH^－)，使用完后，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___________________________。

(2)铁屑、碳粉、食盐、水混合后，发生化学反应的原理是_____________。

(3)写出使用热敷袋的过程中，发生的电极反应和有关的化学方程式：

负极：______________________________；

生成铁锈的反应：____________________。

Answer

铁的氧化反应铁、碳和氯化钠溶液形成原电池，加快铁的氧化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）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铁的氧化反应；

（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；

（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＝Fe(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＝Fe2O3＋3H2O。