Question

铝热反应不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼熔点较高的金属如钒、铬、锰等。

（1）试从铝粉跟氧化铁的反应出发，思考铝热反应为什么可以应用于冶炼这些金属。

（2）请配平下列用铝热反应原理冶炼金属钒和钴的反应的化学方程式，指出哪些物质是还原剂、哪些物质是氧化剂，并计算生成1 mol各种金属分别需要纯铝的质量。

①V₂O₅+Al——Al₂O₃+V

②Co₃O₄+Al——Al₂O₃+Co

Answer 1

解析：铝热反应是高考中经常考查的知识点。铝粉跟氧化铁的反应为：2Al+Fe₂O₃ 2Fe+Al₂O₃，该反应称为铝热反应，在反应过程中放出大量的热，放出的热量足以使高熔点金属熔融成液态，这样就可以分离出熔融态的金属，达到冶炼这些金属的目的。

    根据原子守恒配平方程式，判断两个反应均为氧化还原反应，根据“所含元素化合价升高的物质是还原剂，所含元素化合价降低的物质是氧化剂”进行判断：

3V₂O₅+10Al5Al₂O₃+6V

氧化剂    还原剂

3Co₃O₄+8Al4Al₂O₃+9Co

氧化剂    还原剂

根据化学方程式找到纯铝与生成金属之间的物质的量的关系：

   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）铝热反应过程中放出大量的热，放出的热量足以使高熔点金属熔融成液态，这样就可以分离出熔融态的金属，达到冶炼这些金属的目的。

（2）3V₂O₅+10Al5Al₂O₃+6V;

       氧化剂    还原剂

 3Co₃O₄+8Al4Al₂O₃+9Co;

氧化剂      还原剂

每生成1 mol V需消耗纯铝45 g；每生成1 mol Co需消耗纯铝24 g。