高中化学铝热反应现象(铝热反应高中化学方程式)

(1)熔炼某些难熔金属，如：V、Cr等。

(2)钢轨等大断面钢构件的焊接。

(3)在军事上，可以生产铝热弹等高杀伤力武器。

【例子】

1.粉末状样品A是由等量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行以下实验：

取适量A进行铝热反应，产物中生成元素B；

另取20gA溶解于0.15L6.0mol·L-1盐酸中，得到溶液C；

将中得到的元素B与溶液C反应，放出1.12L（标准状态）气体，同时生成溶液D，剩余固体物质B；

用KSCN溶液测试时，溶液D不变色。

请填写以下空白：

(1)中引发铝热反应的实验操作为_____，产物中的B元素为______。

(2)中发生的各反应的化学方程式为_______。

(3)中发生的各反应的离子方程式为_______。

(4)若仍将溶液D的体积视为0.15L，则该溶液中的c(Mg2+)为_____，c(Fe2+)为______。

【回答】

(1)加入少量KClO3，插入镁条并点燃Fe

（2）Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O，MgO+2HCl===MgCl2+H2O

(3)Fe2Fe3===3Fe2,Fe2H===Fe2H2

(4)0.67摩尔·L12.3摩尔·L1

【分析】

(1)铝热反应是指元素Al与某些金属氧化物之间的反应。反应过程中放出大量的热，但反应需要较高的温度才能引发。向混合物中添加少量KC1O3固体并插入Mg条。镁条点燃后放出热量，使KClO3固体分解并释放出O32，进一步加剧镁的燃烧，并能在短时间内迅速升高混合物的温度，引发反应。发生的反应为Fe2O3+2Al==Al2O3+2Fe，因此产物中的元素B为Fe。

（2）Fe2O3和MgO都是碱性氧化物，与酸反应生成盐和水：Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O，MgO+2HCl===MgCl2+H2O。

(3)混合物中只有Fe2O3能与Al反应生成Fe元素。溶液C含有反应生成的FeCl3和未反应的HCl。发生的离子反应为Fe2H===Fe2H2、Fe2Fe3===3Fe2+。

(4)假设步骤所用的20g固体中，MgO的量为x，则Fe2O3的量也为x，则40g·mol-1x+160g·mol-1x=20g，溶液为：x=0.1mol。

根据MgO~MgCl2的关系，溶液中MgCl2的浓度为0.1mol0.15L0.67mol·L-1。

步骤表明溶液中不存在Fe3+，即溶质为FeCl2和MgCl2。根据Cl-守恒关系可知，MgCl2和FeCl2的总量相等，因此FeCl2的浓度为。

2、课题组进行了铝热反应实验研究。现行高中化学教科书中对“铝热反应”现象的描述是：“反应放出大量热量，发出耀眼的光芒”、“纸漏斗下部被烧穿，熔融物质落下”。进入沙子里。”查看《化学手册》得知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点和沸点数据如下：

物质

铝

三氧化二铝

铁

三氧化二铁

熔点/

660

2054

1535

第1462章

沸点/

2467

2980

2750

-

（1）有同学推测，铝热反应得到的熔体应该是铁铝合金。原因是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低。此时，液态铁和铝熔合形成铁铝合金。你觉得他的解释合理吗？答案：_____（填“合理”或“不合理”）

(2)设计一个简单的实验方案来证明上面得到的块状熔体含有铝金属。本实验所用试剂为____，反应离子方程式为______________。

(3)在实验室溶解熔体。下列试剂中最好的是________（填写序列号）。

A。浓硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸D.氢氧化钠溶液

【回答】

(1)合理(2)NaOH溶液(3)B

【分析】

(1)铝的熔点比铁低。生成的铁和液态铝一起落入装有沙子的容器中，形成合金。因此，铝热反应得到的熔体应该是铁铝合金。

(2)铝与NaOH溶液反应生成气体。反应的离子方程式为，因此可用NaOH溶液检查所得块状熔体是否含有金属铝。

(3)A.浓硫酸很容易钝化铁和铝，不能溶解合金。A项是错误的；B、活泼金属与稀硫酸反应，熔体可溶于稀硫酸。B项正确；C、稀硝酸与金属反应产生污染气体，这不是最好的选择。C项错误；D、铁不与NaOH溶液反应，不能完全溶解熔融物质。D项错误；因此，选择B。

3、Co-60可用于放射性癌症治疗和蔬菜保鲜。已知硫钴矿（主要成分为Co3S4）燃烧会生成Co2O3（黑色），Co2O3与Al发生铝热反应生成Co。

请回答以下问题：

（1）在“已知”中写出两个反应的化学方程式：_______，_______。

(2)实验室燃烧钴硫矿石(主要成分为Co3S4)生成Co2O3时，可采用以下装置。（填写序列号）。

（3）钴元素与稀盐酸反应生成CoCl2（蓝色）和H2。CoCl2吸水后会产生不同颜色的物质，如CoCl2·6H2O是粉红色的。图中显示了CoCl2·6H2O加热时的温度与质量的关系。

紫红色物质的化学式是。若由粉红色固体制备紫红色固体，可用的实验装置为（、、中选择）。

紫红色固体向蓝紫色固体反应的化学方程式为：

根据上述反应过程，氯化钴常被用作变色硅胶（一种干燥剂）的指示剂。当变色硅胶由蓝色变为粉色时，就失去了干燥能力。这种蓝色物质的化学式为：

【回答】

(2)

(3)CoCl2·2H2O,CoCl2·2H2OCoCl2·H2O+H2OCoCl2

【分析】

(1)可由硫钴矿石(主要成分为Co3S4)燃烧生成Co2O3而得。该反应的化学方程式为4Co3S4+25O26Co2O3+16SO2。由“铝热反应”可以得到制备钴的化学方程式：

(2)燃烧硫钴矿时需要加热，可采用装置一、二。但在坩埚中燃烧时产生的So2会污染空气，因此装置I较好（排出的气体可用碱溶液吸收）。

(3)由钴盐在25时的质量可知；25~52时减少的质量即为H2O的质量；CoCl2·6H2O失去的水分子数=0.08mol/0.02mol=4，故紫红色物质的化学式为CoCl2·2H2O。由于失水温度为52，需要水浴加热，故采用装置。52~90时，减少的质量即为H2O的质量；CoCl2·2H2O失去的水分子数=0.02mol/0.02mol=1，所以蓝紫色物质的化学式为CoCl2·H2O。因此，由紫红色固体生成蓝紫色固体的化学方程式为CoCl2·2H2OCoCl2·H2O+H2O。在90~120时，失去水的物质量为0.02mol，故蓝色物质为CoCl2。

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