- 铝热反应
- 共96题
用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是（ ）
正确答案
解析
解：A．MnO2～Mn，生成1molMn，需要4mol电子，消耗
B．WO3～W，生成1molW，需要6mol电子，消耗2molAl；
C．Cr2O3～Cr，生成1molCr，需要3mol电子，消耗1molAl；
D．Co3O4～Co，生成1molCo，需要
消耗Al最少的是Co3O4，
故选D．
下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是（ ）
正确答案
解析
解：铝热法冶炼金属时，被冶炼的金属活动性应比铝的弱，才可以从它们的化合物中把金属还原（置换）出来，
A．铝的金属性大于铁，氧化铁和铝能够发生铝热反应，故A错误；
B．锰的金属性小于铝，二氧化锰与铝粉可以组成铝热剂，故B错误；
C．金属钙的还原性大于铝，铝粉与氧化钙无法组成铝热剂，故C正确；
D．钒的金属性小于铝，五氧化二钒可以与铝粉组成铝热剂，故D错误；
故选C．
（1）写出该反应的化学方程式：______，在该反应中______是氧化剂，______是还原剂，该反应称为______反应．
（2）选出该实验的实验现象（把序号填写在横线上）______．
①镁条剧烈燃烧；
②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；
③纸漏斗的下部被烧穿；
④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体．
（3）写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：______；蒸发皿盛沙：______；镁条、氯酸钾______．
正确答案
Fe2O3+2Al
Fe2O3
Al
铝热
①②③④
使熔融物易于落下
防止溅落物炸裂蒸发皿
反应产生高温，引发铝热反应
解析
解：（1）氧化铁和铝粉在高温条件下发生铝热反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为：Fe2O3+2Al
故答案为：Fe2O3+2Al
（2）该反应在高温条件下进行，反应的现象有：镁条剧烈燃烧、放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射、纸漏斗的下部被烧穿、有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体，所以①②③④都正确，
故答案为：①②③④；
（3）铝热反应中，为了使熔融物易于落下，需要在内层纸漏斗底部剪一个孔；为了防止溅落物炸裂蒸发皿，需要在蒸发皿中盛放沙；该反应需要在高温下进行，需要引燃剂，镁条、氯酸钾在反应物起到引燃剂的作用，使反应产生高温，引发铝热反应，
故答案为：使熔融物易于落下；防止溅落物炸裂蒸发皿；反应产生高温，引发铝热反应．
（2014秋•湘潭县校级月考）某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究．现行高中化学教材中对“铝热反应”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”．查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：（11分）
Ⅰ．（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金．理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金．你认为他的解释是否合理？______（填“合理”或“不合理”）．
（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）实验室溶解该熔融物，在下列试剂中最适宜的试剂是______（填序号）．
A．浓硫酸 B．稀硫酸C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液
Ⅱ．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低．某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol•L-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示．试回答下列问题：
（1）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为______．
（2）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式______；
（3）A点对应的沉淀的物质的量为______mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为_______mL．
正确答案
合理
NaOH溶液
2Al+2OH-+2H2O═2AlO
B
H++OH-═H2O
NH
0.024
7
解析
解：Ⅰ．（1）铝的熔点比铁低，生成铁和液态铝一起滴落至盛有沙子的容器中形成合金，所以铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金，
故答案为：合理；
（2）铝与NaOH溶液反应生成气体，反应的化学方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，所以可用NaOH溶液检验所得的块状熔融物中含有金属铝，
故答案为：NaOH溶液；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（3）A．浓硫酸易使铁、铝钝化，不能使合金溶解，故A错误；
B．活泼金属与稀硫酸反应，熔融物可溶解于稀硫酸中，故B正确；
C．稀硝酸与金属反应生成污染性气体，不是最佳选择，故C错误；
D．铁不与NaOH溶液反应，不能将熔融物全部溶解，故D错误；
故答案为：B；
Ⅱ．（1）O→C之间没有沉淀生成，说明硝酸过量，O→C之间发生的反应酸碱中和反应，离子方程式为H++OH-═H2O，
故答案为：H++OH-═H2O；
（2）D与E一段沉淀的质量没有发生变化，该反应为NH4NO3和NaOH反应，反应的离子方程式为：NH4++OH-═NH3•H2O；
故答案为：NH4++OH-═NH3•H2O；
（3）由图可知，EF段消耗的氢氧化钠溶液为36mL-34m=2mL，故该计算参加反应的氢氧化钠的物质的量为：0.002L×4mol/L=0.008mol，根据Al（OH）3 +OH-=AlO2-+2H2O可知，Al（OH）3的物质的量为0.008mol；金属混合物中含有铝0.008mol；
设铁为xmol，Al为0.008mol，生成硝酸铵为：（34-31）×0.001L×4mol/L=0.012mol，由于显示过量，铁反应生成了硝酸铁，由电子守恒可知，3x+0.008×3=0.012×8，解得x=0.024mol，即A点反应生成氢氧化铁的物质的量为0.024mol，生成沉淀的总物质的量为：0.008mol+0.024mol=0.032mol；
滴加NaOH体积为31ml时，发生反应为①H++OH-=H2O，②Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++3OH-=Al（OH）3↓，则C点氢氧化钠溶液的体积为31mL-
故答案为：0.024；7．
金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用，利用铝热反应完成钢轨的焊接非常方便迅速．完成下列填空：
（1）在特制漏斗中将铝热剂混合均匀后，引发铝热反应的操作是：______；
（2）硅与铝同周期．地壳里硅铝的含量硅______铝（填＞，＜或=）．SiO2是硅酸盐玻璃（Na2CaSi6O14）
主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2O•CaO•6SiO2．钠长石（NaAlSi3O8）的氧化物形式______，长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同．由此可推知钙长石的化学式为______；
（3）某铝合金由Al、Si、Cu、Mg组成．①称取100g该铝合金样品，分成等质量的A、B两份．向A份加入足量NaOH溶液，B份加入足量的稀盐酸．②待两份反应物都充分反应之后，称得滤渣质量相差1.60g，收集得到的两份气体的体积相差2240mL（标准状况下）．则样品中Si和Mg的物质的量分别是______和______．
正确答案
铺上一层KClO3粉末，点燃插入的镁条
＞
Na2O•Al2O3•6SiO2
CaAl2Si2O8
0.4mol
0.6mol
解析
解：（1）氧化铁和铝在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为Fe2O3+2Al
故答案为：铺上一层KClO3粉末，点燃插入的镁条；
（2）地壳中含量排在前五位的元素分别是：O、Si、Al、Fe、Ca，地壳里硅铝的含量硅大于铝；硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水（MO•SiO2•H2O），钠长石（NaAlSi3O8）的碱性氧化物Na2O、两性氧化物Al2O3、酸性氧化物SiO2，因此钠长石的氧化物形式为：Na2O•Al2O3•6SiO2；结合钠长石的化学式可知钙长石就是将钠长石的中钠更换为钙，以及化合物中化合价代数和等于0可得钙长石，其氧化物形式为：CaO•Al2O3•2SiO2，化学式为CaAl2Si2O8，
故答案为：＞；Na2O•Al2O3•6SiO2；CaAl2Si2O8；
（3）A份中Al、Si与氢氧化钠溶液反应，B份中Al、Mg与盐酸反应，A份和B份中Al反应放出的气体相等，因此两份气体差和质量差均来源于Mg、Si，Si、Mg与生成氢气的物质的量关系为：Si～2H2、Mg～H2，标准状况下2240mL气体的物质的量为
设A份中含有的Si的物质的量为xmol，B份中含有Mg的物质的量为ymol，
由质量差可得：①24y-28x=1.6
由气体相差0.1mol可得：②2x-y=0.1，
联立求得：x=0.2，y=0.3，则样品中Si和Mg的物质的量分别0.4mol、0.6mol，
故答案为：0.4mol；0.6mol．
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