Question

鋁熱反應(yīng)不僅被用于焊接鋼軌，而且還常被用于冶煉熔點(diǎn)較高的金屬如釩、鉻、錳等。

（1）試從鋁粉跟氧化鐵的反應(yīng)出發(fā)，思考鋁熱反應(yīng)為什么可以應(yīng)用于冶煉這些金屬。

（2）請(qǐng)配平下列用鋁熱反應(yīng)原理冶煉金屬釩和鈷的反應(yīng)的化學(xué)方程式，指出哪些物質(zhì)是還原劑、哪些物質(zhì)是氧化劑，并計(jì)算生成1 mol各種金屬分別需要純鋁的質(zhì)量。

①V₂O₅+Al——Al₂O₃+V

②Co₃O₄+Al——Al₂O₃+Co

Answer 1

解析：鋁熱反應(yīng)是高考中經(jīng)常考查的知識(shí)點(diǎn)。鋁粉跟氧化鐵的反應(yīng)為：2Al+Fe₂O₃ 2Fe+Al₂O₃，該反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中放出大量的熱，放出的熱量足以使高熔點(diǎn)金屬熔融成液態(tài)，這樣就可以分離出熔融態(tài)的金屬，達(dá)到冶煉這些金屬的目的。

    根據(jù)原子守恒配平方程式，判斷兩個(gè)反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，根據(jù)“所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是還原劑，所含元素化合價(jià)降低的物質(zhì)是氧化劑”進(jìn)行判斷：

3V₂O₅+10Al5Al₂O₃+6V

氧化劑    還原劑

3Co₃O₄+8Al4Al₂O₃+9Co

氧化劑    還原劑

根據(jù)化學(xué)方程式找到純鋁與生成金屬之間的物質(zhì)的量的關(guān)系：

   10Al  —  6V

 270 g      6 mol

   x          1 mol

列出比例式，解得x=45 g。

  8Al  —  9Co

216 g    9 mol

   y        1 mol

列出比例式，解得y=24 g。

答案：（1）鋁熱反應(yīng)過(guò)程中放出大量的熱，放出的熱量足以使高熔點(diǎn)金屬熔融成液態(tài)，這樣就可以分離出熔融態(tài)的金屬，達(dá)到冶煉這些金屬的目的。

（2）3V₂O₅+10Al5Al₂O₃+6V;

       氧化劑    還原劑

 3Co₃O₄+8Al4Al₂O₃+9Co;

氧化劑      還原劑

每生成1 mol V需消耗純鋁45 g；每生成1 mol Co需消耗純鋁24 g。