Question

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

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

(2)請配平下列用鋁熱反應原理冶煉金屬釩和鈷的反應的化學方程式，指出哪些物質是還原劑、哪些物質是氧化劑，并計算生成1 mol各種金屬分別需要純鋁的質量。

V₂O₅+Al——Al₂O₃+V  Co₃O₄+Al——Al₂O₃+Co

Answer 1

解析：鋁熱反應是高考中經常考查的知識點。鋁粉跟氧化鐵的反應為：2Al+Fe₂O₃2Fe+Al₂O₃，該反應稱為鋁熱反應，在反應過程中放出大量的熱，放出的熱量足以使高熔點金屬熔融成液態，這樣就可以分離出熔融態的金屬，達到冶煉這些金屬的目的。

    根據原子守恒配平方程式，判斷兩個反應均為氧化還原反應，根據“所含元素化合價升高的物質是還原劑，所含元素化合價降低的物質是氧化劑”進行判斷：

3V₂O₅+10Al5Al₂O₃+6V

氧化劑  還原劑

3Co₃O₄+8Al4Al₂O₃+9Co

氧化劑    還原劑

根據化學方程式找到純鋁與生成金屬之間的物質的量的關系：

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)鋁熱反應過程中放出大量的熱，放出的熱量足以使高熔點金屬熔融成液態，這樣就可以分離出熔融態的金屬，達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。