铝热反应(知识延伸)

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铝热反应(知识延伸)    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=2Al2O3+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 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点/℃ 660 2054 1535 1462 沸点/℃ 2467 2980 2750 …… (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)。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 解析:根据铝热反应2Al+Fe2O3 A12O3+2Fe铝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

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