高中化學(xué)鋁熱反應(yīng)現(xiàn)象(鋁熱反應(yīng)高中化學(xué)方程式)

(1)熔煉某些難熔金屬，如：V、Cr等。

(2)鋼軌等大斷面鋼構(gòu)件的焊接。

(3)在軍事上，可以生產(chǎn)鋁熱彈等高殺傷力武器。

【例子】

1.粉末狀樣品A是由等量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行以下實驗：

取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中生成元素B；

另取20gA溶解于0.15L6.0mol·L-1鹽酸中，得到溶液C；

將中得到的元素B與溶液C反應(yīng)，放出1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）氣體，同時生成溶液D，剩余固體物質(zhì)B；

用KSCN溶液測試時，溶液D不變色。

請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?/p>

(1)中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實驗操作為_____，產(chǎn)物中的B元素為______。

(2)中發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

(3)中發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式為_______。

(4)若仍將溶液D的體積視為0.15L，則該溶液中的c(Mg2+)為_____，c(Fe2+)為______。

【回答】

(1)加入少量KClO3，插入鎂條并點燃Fe

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

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

(4)0.67摩爾·L12.3摩爾·L1

【分析】

(1)鋁熱反應(yīng)是指元素Al與某些金屬氧化物之間的反應(yīng)。反應(yīng)過程中放出大量的熱，但反應(yīng)需要較高的溫度才能引發(fā)。向混合物中添加少量KC1O3固體并插入Mg條。鎂條點燃后放出熱量，使KClO3固體分解并釋放出O32，進(jìn)一步加劇鎂的燃燒，并能在短時間內(nèi)迅速升高混合物的溫度，引發(fā)反應(yīng)。發(fā)生的反應(yīng)為Fe2O3+2Al==Al2O3+2Fe，因此產(chǎn)物中的元素B為Fe。

（2）Fe2O3和MgO都是堿性氧化物，與酸反應(yīng)生成鹽和水：Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O，MgO+2HCl===MgCl2+H2O。

(3)混合物中只有Fe2O3能與Al反應(yīng)生成Fe元素。溶液C含有反應(yīng)生成的FeCl3和未反應(yīng)的HCl。發(fā)生的離子反應(yīng)為Fe2H===Fe2H2、Fe2Fe3===3Fe2+。

(4)假設(shè)步驟所用的20g固體中，MgO的量為x，則Fe2O3的量也為x，則40g·mol-1x+160g·mol-1x=20g，溶液為：x=0.1mol。

根據(jù)MgO~MgCl2的關(guān)系，溶液中MgCl2的濃度為0.1mol0.15L0.67mol·L-1。

步驟表明溶液中不存在Fe3+，即溶質(zhì)為FeCl2和MgCl2。根據(jù)Cl-守恒關(guān)系可知，MgCl2和FeCl2的總量相等，因此FeCl2的濃度為。

2、課題組進(jìn)行了鋁熱反應(yīng)實驗研究?，F(xiàn)行高中化學(xué)教科書中對“鋁熱反應(yīng)”現(xiàn)象的描述是：“反應(yīng)放出大量熱量，發(fā)出耀眼的光芒”、“紙漏斗下部被燒穿，熔融物質(zhì)落下”。進(jìn)入沙子里?！辈榭础痘瘜W(xué)手冊》得知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點和沸點數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)

鋁

三氧化二鋁

鐵

三氧化二鐵

熔點/

660

2054

1535

第1462章

沸點/

2467

2980

2750

-

（1）有同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)得到的熔體應(yīng)該是鐵鋁合金。原因是：該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點比鐵低。此時，液態(tài)鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你覺得他的解釋合理嗎？答案：_____（填“合理”或“不合理”）

(2)設(shè)計一個簡單的實驗方案來證明上面得到的塊狀熔體含有鋁金屬。本實驗所用試劑為____，反應(yīng)離子方程式為______________。

(3)在實驗室溶解熔體。下列試劑中最好的是________（填寫序列號）。

A。濃硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸D.氫氧化鈉溶液

【回答】

(1)合理(2)NaOH溶液(3)B

【分析】

(1)鋁的熔點比鐵低。生成的鐵和液態(tài)鋁一起落入裝有沙子的容器中，形成合金。因此，鋁熱反應(yīng)得到的熔體應(yīng)該是鐵鋁合金。

(2)鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成氣體。反應(yīng)的離子方程式為，因此可用NaOH溶液檢查所得塊狀熔體是否含有金屬鋁。

(3)A.濃硫酸很容易鈍化鐵和鋁，不能溶解合金。A項是錯誤的；B、活潑金屬與稀硫酸反應(yīng)，熔體可溶于稀硫酸。B項正確；C、稀硝酸與金屬反應(yīng)產(chǎn)生污染氣體，這不是最好的選擇。C項錯誤；D、鐵不與NaOH溶液反應(yīng)，不能完全溶解熔融物質(zhì)。D項錯誤；因此，選擇B。

3、Co-60可用于放射性癌癥治療和蔬菜保鮮。已知硫鈷礦（主要成分為Co3S4）燃燒會生成Co2O3（黑色），Co2O3與Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Co。

請回答以下問題：

（1）在“已知”中寫出兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______，_______。

(2)實驗室燃燒鈷硫礦石(主要成分為Co3S4)生成Co2O3時，可采用以下裝置。（填寫序列號）。

（3）鈷元素與稀鹽酸反應(yīng)生成CoCl2（藍(lán)色）和H2。CoCl2吸水后會產(chǎn)生不同顏色的物質(zhì)，如CoCl2·6H2O是粉紅色的。圖中顯示了CoCl2·6H2O加熱時的溫度與質(zhì)量的關(guān)系。

紫紅色物質(zhì)的化學(xué)式是。若由粉紅色固體制備紫紅色固體，可用的實驗裝置為（、、中選擇）。

紫紅色固體向藍(lán)紫色固體反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

根據(jù)上述反應(yīng)過程，氯化鈷常被用作變色硅膠（一種干燥劑）的指示劑。當(dāng)變色硅膠由藍(lán)色變?yōu)榉凵珪r，就失去了干燥能力。這種藍(lán)色物質(zhì)的化學(xué)式為：

【回答】

(2)

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

【分析】

(1)可由硫鈷礦石(主要成分為Co3S4)燃燒生成Co2O3而得。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Co3S4+25O26Co2O3+16SO2。由“鋁熱反應(yīng)”可以得到制備鈷的化學(xué)方程式：

(2)燃燒硫鈷礦時需要加熱，可采用裝置一、二。但在坩堝中燃燒時產(chǎn)生的So2會污染空氣，因此裝置I較好（排出的氣體可用堿溶液吸收）。

(3)由鈷鹽在25時的質(zhì)量可知；25~52時減少的質(zhì)量即為H2O的質(zhì)量；CoCl2·6H2O失去的水分子數(shù)=0.08mol/0.02mol=4，故紫紅色物質(zhì)的化學(xué)式為CoCl2·2H2O。由于失水溫度為52，需要水浴加熱，故采用裝置。52~90時，減少的質(zhì)量即為H2O的質(zhì)量；CoCl2·2H2O失去的水分子數(shù)=0.02mol/0.02mol=1，所以藍(lán)紫色物質(zhì)的化學(xué)式為CoCl2·H2O。因此，由紫紅色固體生成藍(lán)紫色固體的化學(xué)方程式為CoCl2·2H2OCoCl2·H2O+H2O。在90~120時，失去水的物質(zhì)量為0.02mol，故藍(lán)色物質(zhì)為CoCl2。

長按二維碼關(guān)注化學(xué)課外