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1mol各種金屬分別需要純鋁的質(zhì)量．
V₂O₅+Al--Al₂O₃+V  Co₃O₄+Al--Al₂O₃+Co．

Answer 1

分析：（1）從鋁熱反應(yīng)的條件和鋁熱反應(yīng)的焓變分析；
（2）根據(jù)化合價(jià)升降相等、原子守恒配平化學(xué)方程式，根據(jù)“所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)物為還原劑，所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)物為氧化劑”進(jìn)行判斷，根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：（1）鋁粉跟氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，該反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)過程中放出大量的熱，放出的熱量足以使高熔點(diǎn)的金屬熔融成液態(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，
故答案為：鋁熱反應(yīng)過程中放出大量的熱使高熔點(diǎn)的金屬熔融成液態(tài)，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）V₂O₅→V，V化合價(jià)由+5降低0，因此V₂O₅是氧化劑，Al→Al₂O₃，Al的化合價(jià)由0升到到+3，因此Al是還原劑，根據(jù)化合價(jià)升降相等，V₂O₅的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3、Al的化學(xué)計(jì)量數(shù)為10，根據(jù)原子守恒配平得：
3V₂O₅+10Al

高溫  .

5Al₂O₃+6V；
Co₃O₄→Co，Co化合價(jià)由+

8

3

降低為0，因此Co₃O₄是氧化劑，Al→Al₂O₃，Al的化合價(jià)由0升到到+3，因此Al是還原劑，根據(jù)化合價(jià)升降相等，Co₃O₄的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3、Al的化學(xué)計(jì)量數(shù)為8，根據(jù)原子守恒配平得：3Co₃O₄+8Al

高溫  .

4Al₂O₃+9Co；
根據(jù)化學(xué)方程式找到Al和生成金屬之間物質(zhì)的量的關(guān)系：
10Al～6V
270g      6mol
 x        1mol

270g

x

=

6mol

1mol

，解得：x=45g，
8Al～9Co
216g     9mol
 y       1mol

216g

y

=

9mol

1mol

，解得：y=24g，

故答案為：3V₂O₅+10Al

高溫  .

5Al₂O₃+6V；3Co₃O₄+8Al

高溫  .

4Al₂O₃+9Co；45g；24g．

點(diǎn)評：本題考查了鋁熱反應(yīng)原理、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算以及氧化劑、還原劑的判斷，題目綜合性較強(qiáng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力、邏輯思維能力，有助于提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)．