铝热反应(知识延伸)

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1、铝热反应（知识延伸）浙江上虞中学陈燕　　　利用铝的强还原性和铝转化为氧化铝时能放出大量热的性质,工业上常用铝粉来还原一些难熔性氧化物（如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等），这类反应我们称之为铝热反应.　　例如,在焊接铁轨时,人们常将铝粉与氧化铁的混合物点燃,由于反应放出大量的热,置换出的铁以熔融态形式流出.让熔融的铁流入铁轨的裂缝,冷却后就将铁轨牢牢的黏结在一起.　　常见的实验反应化学方程式:　(反应条件都为高温)　　氧化铁:　　2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe　　四氧化三铁:　　8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe　　二氧化锰:　　4Al+3MnO2=2Al

2、2O3+3Mn铝热反应配平技巧：取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数，即可快速配平，如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中，可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍12，则Fe3O4前应为3，Al2O3前应为4，底下便可得到Al为4，Fe为9　　实验操作：　　1.取一张圆形滤纸，倒入5克炒干的氧化铁粉末，再倒入2克铝粉。　　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，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

3、间插一根镁条，点燃镁条，观察发生的现象。　　4.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，有熔融物落入沙中，待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以看到，落下的是铁珠，这个反应叫铝热反应。反应生成铁和氧化铝。　提示：实验中镁条与氯酸钾的作用是发生氧化还原反应放热，用其放出的热对铝和氧化铁加热。典例剖析　某同学欲利用教材中的实验装置探究“铝热反应”中熔融物的成份。请写出“铝热反应”的化学方程式：，该同学经查阅《化学手册》知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：物质AlAl2O3FeFe2O3熔

4、点/℃660205415351462沸点/℃246729802750……（1）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。其理由是：（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，该实验所用试剂是，反应的离子方程式为。（3）该同学为确定熔融物中是否还会有残留的Fe2O3，将熔融物用酸完全溶解后加入KSCN试剂。请你分析该设计是否正确（填“正确”或“不正确”），理由是（用离子方程式表示）（4）若要测定该熔融物中铝元素的含量，请设计实验，写出所用试剂的名称和实验步骤（不用写化学方程式，用文字简述）。①②③④⑤⑥解析：根据铝热反应2Al+Fe2O3A12O3+2Fe铝

5、热反应得到熔融态的铁，根据表中熔沸点数据，此温度下铝也为熔融态，二者融合在一起形成铁铝合金；要验证熔融物中含有铝可以利用铝的两性来解决，2Al+2OH—+2H2O=2A1O2—+3H2；由上判断出熔融物中除了有残留的Fe2O3，还有铝单质和铁单质，在加酸过程中会出现以下反应Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+，6Fe3++2Al=2A13++6Fe2+，所以有无Fe3+不能证明有无Fe2O3；要测定该熔融物中铝元素的含量，可采用以下方法①称量实验所得熔融物质量为m1②将熔融物加入足量盐酸溶解，（过滤）③（向滤液中）再加入足量氢氧化钠溶液后过滤，（并洗涤

6、沉淀，将滤液和洗涤液合并）④向溶液（滤液）中通入足量二氧化碳，（过滤并洗涤沉淀）⑤称量蚶埚质量为m2，取沉淀置于坩埚中灼烧至恒重，冷却称量其质量为m3⑥计算积w（A1）=9（m3－m2）/17m1×100％热点传真（铁铜及其化合物）铁铜是人类使用最早、应用最广泛的两种金属，它们在日常生活中的应用十分广泛，在国民经济的发展中起着举足轻重的作用。铁铜及其化合物的性质及其相互关系研究是历届高考的热点。分析历年试卷，主要有以下三种热点考向类型一铁铜及其化合物之间活泼性及转化关系的考查例1：取100mL0.2mol/LFeCl3溶液置于烧杯中，向其中加入一定量的Fe、Cu混合物，充分反应后仍有固

7、体剩余，下列叙述一定正确的是（设溶液体积不变，不考虑水解因素）A．若烧杯中有Fe无Cu，c（Fe3+）=0.2mol/LB．若烧杯中有Cu无Fe，c（Fe3+）=0.2mol/LC．若烧杯中有Cu无Fe，c（Cl-）=0.6mol/LD．若烧杯中有Cu、Fe，c（Fe2+）=0.3mol/L【思路点拨】解答本题，首先需认识到Fe2+、Fe3+、Cu2+三者氧化性强弱的的顺序，即Fe3+>Cu2+>Fe2+,因此溶液中有Fe3+时，不能余有Cu、