Question

市面上銷售的熱敷袋種類有很多，如：
（1）可以循環(huán)使用的液體熱敷袋：該類熱敷袋內(nèi)所裝的液體是醋酸鈉的過飽和水溶液，使用時(shí)僅需輕壓熱敷袋內(nèi)的金屬片形成結(jié)晶核以引發(fā)醋酸鈉結(jié)晶；再生時(shí)則僅需將已固化的熱敷袋置入熱水中（或以微波加熱）直至全部晶體溶解后，取出冷卻至室溫即可再次使用．請(qǐng)認(rèn)真閱讀上面材料，回答以下問題：
①此類熱敷袋釋放熱量的原理是：

 

；
②熱敷袋內(nèi)溶液溶質(zhì)結(jié)晶的條件是：

 

、

 

；
③若該醋酸鈉過飽和溶液恰好完全結(jié)晶形成CH₃COONa?3H₂O，則該過飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：

 

．
（2）某種一次性使用的固體熱敷袋：使用時(shí)從不透氣的塑料袋中取出，讓內(nèi)袋（微透氣膜）暴露在空氣里，能產(chǎn)生40℃～60℃的熱度，維持12-20小時(shí)．用完后袋內(nèi)有大量紅色物質(zhì)．為了探究這類熱敷袋的主要成分，某興趣小組開展了如下研究：查閱了有關(guān)資料，找到以下兩種配方：
i 40g鐵粉、20g活性炭、10g氯化鈉；
ii 30g鐵粉、10g鋁粉、15g活性炭、10g氯化鈉．
之后，小組同學(xué)分別進(jìn)行如下討論和實(shí)驗(yàn)探究：
①這類熱敷袋釋放熱量的原理是

 

；
②在配方中用到的活性炭的作用：其一是利用活性炭疏松結(jié)構(gòu)的強(qiáng)吸附性，吸附空氣中的水蒸氣形成溶液；其二是

 

；
③為了探究配方ii中鋁粉的存在，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案是：
a、剪開熱敷袋，取出少許內(nèi)容物置于燒杯中，加入稀鹽酸，用玻璃棒攪拌充分溶解；
b、

 

；
C、

 

…（可以不填滿；步驟若不夠，請(qǐng)自行添加）
已知：i茜素-s溶液是Al³⁺離子特色檢驗(yàn)試劑，與Al³⁺產(chǎn)生玫瑰紅色絮狀沉淀．
ii Fe³⁺存在能干擾Al³⁺的檢驗(yàn)
iii 濃度均為4mol?L^-1的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液能將溶液的pH控制在4-5，以沉淀除去Fe³⁺．

Answer 1

分析：（1）①分析題干信息判斷放熱原理；
②依據(jù)熱敷袋內(nèi)所裝的液體是醋酸鈉的過飽和水溶液，使用時(shí)僅需輕壓熱敷袋內(nèi)的金屬片形成結(jié)晶核以引發(fā)醋酸鈉結(jié)晶放熱分析判斷；
③依據(jù)完全結(jié)晶形成CH₃COONa?3H₂0計(jì)算溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）①依據(jù)配方試劑分析判斷反應(yīng)原理為氧化還原反應(yīng)；
②分析活性炭和鐵粉鋁粉形成的原電池原理分析電極材料；
③依據(jù)配方組成可以得到本題物質(zhì)間活潑型不同，電解質(zhì)溶液中形成原電池，活性炭做原電池的正極材料．

解答：解：（1）①該類熱敷袋內(nèi)所裝的液體是醋酸鈉的過飽和水溶液，使用時(shí)僅需輕壓熱敷袋內(nèi)的金屬片形成結(jié)晶核以引發(fā)醋酸鈉結(jié)晶過程中放熱，熱敷袋釋放熱量的原理是醋酸鈉結(jié)晶過程中放熱，
故答案為：醋酸鈉結(jié)晶放熱；
②該類熱敷袋內(nèi)所裝的液體是醋酸鈉的過飽和水溶液，使用時(shí)僅需輕壓熱敷袋內(nèi)的金屬片形成結(jié)晶核以引發(fā)醋酸鈉結(jié)晶過程中放熱，所以熱敷袋內(nèi)溶液溶質(zhì)結(jié)晶的條件是過飽和溶液，有晶核，
故答案為：溶液過飽和；有晶核；
③依據(jù)飽和溶液恰好全部析出結(jié)晶水合物，計(jì)算元溶液中醋酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

m(CH3COONa)

m(CH3COONa?3H2O)

×100%=60.3%，
故答案為：60.3%；
（2）①從配方組成可以得到本題物質(zhì)間物質(zhì)間活潑性不同，在電解質(zhì)溶液中，可以形成原電池，加快氧化還原反應(yīng)提供能量，這類熱敷袋釋放熱量的原理是形成原電池，加快氧化還原反應(yīng)提供能量，
故答案為：形成原電池，加快氧化還原反應(yīng)提供能量；
②活性炭除了吸收水分形成電解質(zhì)溶液，同時(shí)也做原電池的正極材料，
故答案為：做正極材料；
③在探究配方ii中鋁粉的存在實(shí)驗(yàn)中，由于活性炭和產(chǎn)生的氫氧化鐵過于渾濁干擾鋁離子的檢驗(yàn)，所以在實(shí)驗(yàn)操作過程中要進(jìn)行必要的過濾操作，具體步驟為：
剪開熱敷袋，取出少許內(nèi)容物置于燒杯中，加入稀鹽酸，用玻璃棒攪拌充分溶解，過濾后向燒杯中加入4mol/L的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液，將溶液的pH控制在4-5，攪拌后過濾，取少量濾液滴加茜素-s溶液，若產(chǎn)生玫瑰紅色絮狀沉淀，則配方ii中存在鋁粉，反之，不存在，
故答案為：過濾后向燒杯中加入4mol/L的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液，將溶液的pH控制在4-5，攪拌后過濾；取少量濾液滴加茜素-s溶液，若產(chǎn)生玫瑰紅色絮狀沉淀，則配方ii中存在鋁粉，反之，不存在．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)能力，實(shí)驗(yàn)基本操作，影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素及其化學(xué)教師的分析應(yīng)用，主要是反應(yīng)原理的分析判斷，題目難度中等．