有关“铝热反应”的若干问题
有关“铝热反应”的若干问题
一、有关概念：
铝与某些金属氧化物(如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、、、MnO2等)在高热条件下发生的化学反应。铝粉和这些金属氧化物的混合物称为铝热剂。
二、反应原理：
2Al＋Fe2O3
Al2O3＋2Fe、8Al＋
＋9Fe、
2Al＋Cr2O3
Al2O3＋2Fe、10Al＋3V2O5
＋6V、
4Al＋3MnO2
＋3Mn
三、反应特点：
该反应在高温下进行，反应迅速，并放出大量的热。
铝热反应能够进行的原因，一是Al是强还原剂，二是该反应能放出大量的热使铁熔化而分离。
四、实验操作：
1、取一张圆形滤纸，倒入氧化铁粉末，再倒入铝粉。
2、将两者混合均匀。用两张圆形滤纸，分别折叠成漏斗状，将其中一个取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一个漏斗套在一起，使四周都有四层。
3、架在铁圈上有关“铝热反应”的若干问题，下面放置盛沙的蒸发皿，把混合均匀的氧化铁粉末和铝粉放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条，然后点燃镁条。
五、实验现象：
点燃镁条后，可以看到镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉沫和铝粉在较高的温度下发生剧烈的反应，放出大量的热，同时纸漏斗被烧穿，有熔溶物落入沙中，待熔溶物冷却后，除去外层溶渣，仔细观察，可以看到，落下的是铁珠。
六、实验操作注意事项：
1、Al粉和Fe2O3粉必须是干燥的，Al粉要用未被氧化的，否则，反应难以进行。
2、纸漏斗要厚一些铝热反应的操作，并事先用水润湿，以防燃烧。
2、承接生成物的蒸发皿内要垫适量细沙，一是防止蒸发皿炸裂，二是防止熔融的固体溅出伤人。
3、Fe2O3和Al粉的质量比要控制在3：1左右，且要混合均匀，以保证Fe2O3和Al都能完全反应。
七、应用：
1、焊接钢轨：当铝粉跟这些金属氧化物反应时，产生足够的热量，使被还原的金属在较高温度下呈熔融状态，跟形成的熔渣分离开来，从而获得较纯的金属。
2、定向爆破：定向爆破是指在地基的钢筋混处安放铝热剂，引燃后产生的温度高达2500－3500℃，使钢筋熔断，楼体倒塌。
3、冶炼难熔的金属，如钒、铬、锰等。
八：有关习题：
1、可以和铝粉发生铝热反应的是：( )
A、氧化钠 B、镁粉 C、氧化钨 D、硫粉
2、铝热剂中铝的作用是：( )
A．催化剂 B．氧化剂 C．还原剂 D．填充剂
3、下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是：( )
A．用电解熔融三氧化二铝的方法得到活泼金属铝
B．直接利用热分解法加热铁矿石炼铁
C．用铝热反应原理炼得熔点较高的金属铬
D．利用热分解法直接加热HgO得到金属Hg
4、铝热反应说明了 ：( )
A、铝的还原性大于铁，且反应时放出大量的热
B、铝比铁熔点低
C、铁、铝易形成合金
D、反应需要加热，所以铝热反应是吸热反应
5、用铝热法还原下列化合物，制得金属各1mol，需消耗铝最少的是：( )
A、MnO2 B、WO3 C、CO3O4 D、Cr2O3
6、把Al和Fe3O4粉配成铝热剂铝热反应的操作，分成两等份，前一份在高温下恰好完全反应铝热反应的操作，然后将生成物与足量的盐酸充分反应，后一份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成气体的物质的量之比为( )
A．1︰3 B．9︰8 C．3︰4 D．4︰3
7、为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验。
⑴ 若取a g 样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为b L。反应的化学方程式是。样品中铝的质量是。
⑵ 若取a g 样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是：，氧化铁和铝的质量比是。
⑶ 待⑵中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为C L，该气体与⑴中所得气体的体积比C: b=
8、某教科书对“铝热反应”实验的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”，“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。已知：Al、Fe的熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Fe
熔点(℃)
660
1535
沸点(℃)
2467
2750
(1)某同学猜测，铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，所以铁和铝能形成合金。你认为他的解释是否合理？ (填“合理”或“不合理”)。
(2)根据已有知识找出一种验证产物中有Fe的最简单方法： 。
(3)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔融物中含有金属铝。
请填写下列表格：
所用试剂
实验操作及现象
有关反应的
化学方程式
参考答案：
1、C 2、C 3、B 4、A 5、C 6、C
7、⑴2Al ＋ 2NaOH ＋ 6H2O ==2Na ＋ 3H2↑，9b/11.2
⑵2Al ＋ Fe2O3
2Fe ＋ Al2O3，80：27
⑶2：3
8、(1)合理
(2)用磁铁吸引，若能吸附，说明有铁生成
(3)NaOH溶液、取少量样品放入试管有关“铝热反应”的若干问题，加入NaOH溶液，若有气泡产生，说明该熔融物中有铝。
2Al ＋ 2NaOH ＋ 6H2O ==2Na ＋ 3H2↑
