2024高考化学教材实验热点 铝热反应 含解析

【2024高考化学教材实验热点】12铝热反应【教材

实验热点】12铝热反应

铝热反应

【教材实验梳理】

1.定义

铝热剂在高温条件下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应，称为铝热反应。

高温

2.反应原理：2A1+Fe2O32Fe+A12O3

注意:①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe2O3、FeO、

Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。

②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。

③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。

④KC1O3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和

白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。

3.实验装置及实验现象

在实验室按如图所示装置进行铝热反应，实验现象是当外露部分镁条刚刚燃烧完毕时，纸漏

斗内混合物立即剧烈反应，发出耀眼的光芒，产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有红热状的液

珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体(落下的是铁珠)。

(1)冶炼某些难熔金属，如：V、Cr、等。

(2)焊接钢轨等大截面钢材部件。

(3)军事上可以制作铝热弹等强杀伤性武器。

【例题讲解】

1.粉末状试样A是由MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验:

①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；

②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol/L盐酸中，固体全部溶解，得溶液C；

③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L（标况）气体。同时生成溶液D,还残

留有固体物质B；

④用KSCN溶液检查时，溶液D不变色。

请填空：

（1）①中引发铝热反应的实验操作是，产物中的单质B是

（2）②中所发生反应的化学方程式是、。

（3）③中所发生反应的离子方程式是、=

（4）若溶液D的体积仍视为0.15L,则该溶液中c（Mg2+）为,c（Fe?+）为

【巩固练习】

2.有关金属冶炼或其原理的说法正确的是（）

盐酸电解

A.给定条件下，Mg（OH）2-------->MgCb（叫）-------->Mg,物质间转化能一步实现

B.工业上，常用电解熔融AlCb的方法治炼金属铝

C.火法炼铜：CU2S+O2=2CU+SO2,其中Cu2s既作氧化剂又作还原剂

D.铝热法炼铁：2Al+Fe2O3=2Fe+ALO3，反应物刚好完全反应，反应后固体质量增加

3.现有由氧化铁和铝组成的铝热剂，某实验小组分别进行如下实验：（1）取ag样品，向

其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为bL（标准状况下）；（2）另取ag样品，

高温条件下二者恰好完全反应：2Al+Fe2O3=AI2O3+2Fe,待其冷却后，加入足量盐酸,

测得生成气体的体积为cL（标准状况下）。则c：b等于

A.1：1B.1：2C.2：3D.3：4

4.下列金属①铁、②镁、③镒、④矶、⑤铝，可用铝热法制备的有。

A.①②④B.①②③⑤

C.①③④⑤D.①②③④⑤

5.铝热反应的实验装置如图。下列有关铝热反应的说法中，不无卿的是（）

1口右镁条

啜J氯酸钾

—一氧化铁和铝粉

的混合物

发皿

A.工业上可以利用铝热反应的方法治炼金属镁

B.铝热反应可用于冶炼某些高熔点金属

C.铝热反应体现了铝的还原性

D.实验现象为火星四溅，漏斗下方有红热熔融物流出

6.将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂，在高温下恰好完全反应，所得固

体中含金属单质的质量为18g,则该氧化物粉末可能是

A.O2O3和V2O5B.MnO2Cr2O3

C.FeQj和V2O5D.FesOd和FeO

7.对氧化铁与铝粉发生的“铝热反应”（装置如图）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“。查阅资料得知:A1、A12O3、

Fe、Fe2C>3熔点数据如表，下列叙述正确的是

V—利化帙和铝粉

的混合将

物质

A1A12O3FeFezOs

熔点/℃660205415351462

A.铝热剂特指铝和氧化铁的混合物

B.镁条和KC1O3是铝热反应的催化剂

C.该反应所得熔融物熔点低于660℃

D.将少量该反应所得的熔融物溶于足量稀H2so4,充分反应后，滴加KSCN溶液无明显现

象,说明熔融物中无FezCh

8.把铝粉和四氧化三铁粉末配成铝热剂并分成两等份，前一份在高温下恰好完全反应，将

生成物与足量的盐酸充分反应；后一份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两

种情况下生成的气体在相同状况下的体积比是

A.1:1B.3:4C.9:8D.4:3

9.某铝热剂由Fe3C>4和A1组成。取ag该铝热剂样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测

得生成气体的体积为％L(标准状况，下同)。

(1)发生反应的离子方程式为o

(2)另取ag该样品将其引燃，恰好完全反应，待反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成

的气体的体积为V2LO则%：以为多少？(无计算过程不给分)

10.铝在材料、冶炼金属等方面用途非常广泛。回答下列问题：

⑴真空碳热还原A12O3制铝是目前正在开发的一种方法。

①该法制铝时会产生一种可燃性气体，发生的总反应的化学方程式为O

②反应机理表明，碳化铝是冶炼过程中的一种中间产物，碳化铝与水反应生成A1(OH)3和一

种含氢量最高的烧，碳化铝的化学式为。

(2)用如图所示的装置进行铝粉和Fe2O3的铝热反应实验。

打磨后的

,镁条

一纸质漏斗

弯J二铝热剂

①纸质漏斗中发生的反应为(填“放热”或“吸热”)反应。

②实验结束后用磁铁靠近蒸发皿沙中的熔化物，能被磁铁吸引，(填“能”或“不能”)

确认其为纯铁，说明理由：=

23

(3)某溶液中只含有H+、Na+、NH；、Ba\Al\Ag\Cl\N03,OH\SO：、CO；、SO；

中某几种，该溶液中各离子的物质的量浓度均相同。取少量溶液于试管中，滴入甲基橙，溶

液呈红色，再加入NaOH溶液，溶液先变浑浊，后变澄清；另取少量溶液于试管中，加入

铝片，有无色气体产生，该无色气体遇空气变为红棕色。

①溶液中一定存在的阳离子为(填离子符号，下同)，一定存在的阴离子为。

②加入铝片时反应的离子方程式为。

11.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、A12O3>Fe、Fe2C)3熔点、沸点数据如下：

物质

A1A12O3FeFezCh

熔点/℃660205415351462

沸点/℃246729802750—

(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？

答：(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，下列试剂中最适宜的试剂是A.浓硫酸B.稀硫酸

C.稀硝酸D.氢氧化钠溶液

12.软锦矿(主要成分为MnCh)可用于制备锦及其化合物。

(1)早期冶炼金属镒的一种方法是先煨烧软镒矿生成Mn3O4,再利用铝热反应原理制得锦，

该铝热反应的化学方程式为o

(2)现代冶炼金属锦的一种工艺流程如下图所示：

还原便出MnSO«flt液—pHL------

(含C』、FeLC”等杂项)n;1幽L

下表为t℃时，有关物质的pKp(注：pKSp=-lgKsp)

物质Fe(OH)Cu(OH)Ca(OH)Mn(OH)CuSCaSMnSMnCO

32223

pKsp37.419.325.2612.735.25.8612.610.7

软铸矿还原浸出的反应为：12MnO2+C6Hi2O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2T+18H2O

①该反应中，还原剂为。写出一种能提高还原浸出速率的措施：

②滤液1的pH（填“大于”、“小于”或“等于"）MnSCU浸出液的pH。

22+

③加入MnF2的主要目的是除去（填Ca\Fe3+或Cu）o

⑶由MnSCU制取MnCCh：往MnSCU溶液中加入过量NH4HCO3溶液，该反应的离子方程式

为;若往MnSCU溶液中加入（NH4）2CC>3溶液，还会产生Mn（OH）2,可能的原

-

因是：MnCO3（s）+2OH（aq）Mn（OH）2（s）+CC>32-（叫），t℃时，计算该反应的平衡常数K

=（填数值）。

13.由铝和某些金属氧化物组成的混合物在化学上称为铝热剂，该混合物在高温条件下能发

生置换反应。为确定某铝热剂样品（铝和氧化铁）的组成，分别进行下列实验：

（1）若取10.7g该样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下同）体

积为aL。反应的化学方程式是,样品中铝的质量分数是（用含。的表达式表

示）。

（2）若取同质量的样品，在高温下使其恰好反应，则2=—L；该反应的化学方程式是一o

（3）绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即原子的理论利用率为100%。下列转化符号

绿色化学要求的是―（填序号）。

a.乙醇制取乙醛b.甲烷制备CH3cle.2CH3CHO+O2.2CH3COOH

催化剂

【教材实验热点】12铝热反应

【教材实验梳理】

1.定义

铝热剂在高温条件下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应，称为铝热反应。

高温

2.反应原理：2Al+Fe2O3^=2Fe+A12O3

注意：①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe2O3、

FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、Mn02等。

②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。

③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。

④KC1O3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸

钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。

3.实验装置及实验现象

在实验室按如图所示装置进行铝热反应，实验现象是当外露部分镁条刚刚燃烧完毕时，

纸漏斗内混合物立即剧烈反应，发出耀眼的光芒，产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有红

热状的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体(落下的是铁珠)。

尸I条

VZLZZ

氯酸钾

学、氧化铁和铝粉

的混合物

4应用

(1)冶炼某些难熔金属，如：V、Cr、等。

(2)焊接钢轨等大截面钢材部件。

(3)军事上可以制作铝热弹等强杀伤性武器。

【例题讲解】

1.粉末状试样A是由Mg。和FezCh组成的混合物。进行如下实验：

①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；

②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol/L盐酸中，固体全部溶解，得溶液C；

③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L(标况)气体。同时生成溶液D,还

残留有固体物质B；

④用KSCN溶液检查时，溶液D不变色。

请填空：

（1）①中引发铝热反应的实验操作是,产物中的单质B是

⑵②中所发生反应的化学方程式是、0

（3）③中所发生反应的离子方程式是、0

（4）若溶液D的体积仍视为0.15L,则该溶液中c（Mg2+）为,c（Fe"）为

【巩固练习】

2.有关金属冶炼或其原理的说法正确的是（）

盐酸申解

A.给定条件下，Mg（OH）2------------->MgCl2（aq）—"一>Mg,物质间转化能一步实

现

B.工业上，常用电解熔融AlCb的方法治炼金属铝

C.火法炼铜：CU2S+O2=2CU+SO2,其中Cu2s既作氧化剂又作还原剂

D.铝热法炼铁：2Al+Fe2O3=2Fe+AbO3,反应物刚好完全反应，反应后固体质量增加

3.现有由氧化铁和铝组成的铝热剂，某实验小组分别进行如下实验：（1）取ag样品，

向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为bL（标准状况下）；（2）另取a

T目

g样品，高温条件下二者恰好完全反应：2Al+Fe2O3^=A12Ch+2Fe,待其冷却后，加

入足量盐酸，测得生成气体的体积为cL（标准状况下）。则c：b等于

A.1：1B.1：2C.2：3D.3：4

4.下列金属①铁、②镁、③镐、④研、⑤铭，可用铝热法制备的有。

A.①②④B.①②③⑤

C.①③④⑤D.①②③④⑤

5.铝热反应的实验装置如图。下列有关铝热反应的说法中，不亚做的是（）

镁条

氯酸钾

氧化铁和铝粉

的混合物

蒸发皿

A.工业上可以利用铝热反应的方法治炼金属镁

B.铝热反应可用于冶炼某些高熔点金属

C.铝热反应体现了铝的还原性

D.实验现象为火星四溅，漏斗下方有红热熔融物流出

6.将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂，在高温下恰好完全反应，所

得固体中含金属单质的质量为18g,则该氧化物粉末可能是

A.鲁。3和V2O5B.MnO?和Cr?C）3

C.FqOs和V2O5D.Fe3（）4和FeO

7.对氧化铁与铝粉发生的“铝热反应”（装置如图）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”。查阅资料得

知:Al、A12O3>Fe、FezCh熔点数据如表，下列叙述正确的是

W

帙

和A

混

介

物质A1AI2O3FeFezCh

熔点/℃660205415351462

A.铝热剂特指铝和氧化铁的混合物

B.镁条和KC1O3是铝热反应的催化剂

C.该反应所得熔融物熔点低于660℃

D.将少量该反应所得的熔融物溶于足量稀H2SO4,充分反应后，滴加KSCN溶液无明

显现象，说明熔融物中无FezCh

8.把铝粉和四氧化三铁粉末配成铝热剂并分成两等份，前一份在高温下恰好完全反应，

将生成物与足量的盐酸充分反应；后一份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应,

前后两种情况下生成的气体在相同状况下的体积比是

A.1:1B.3:4C.9:8D.4:3

9.某铝热剂由Fe3CU和A1组成。取ag该铝热剂样品，向其中加入足量的NaOH溶液,

测得生成气体的体积为V1L(标准状况，下同)。

(1)发生反应的离子方程式为0

(2)另取ag该样品将其引燃，恰好完全反应，待反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得

生成的气体的体积为V2L,则匕：匕为多少？(无计算过程不给分)

10.铝在材料、冶炼金属等方面用途非常广泛。回答下列问题：

(1)真空碳热还原A12O3制铝是目前正在开发的一种方法。

①该法制铝时会产生一种可燃性气体，发生的总反应的化学方程式为o

②反应机理表明，碳化铝是冶炼过程中的一种中间产物，碳化铝与水反应生成A1(OH)3

和一种含氢量最高的烧，碳化铝的化学式为o

⑵用如图所示的装置进行铝粉和Fe2O3的铝热反应实验。

打磨后的

/铁条

T^^一纸质漏斗

甲J'、铝热剂

①纸质漏斗中发生的反应为(填“放热”或“吸热”)反应。

②实验结束后用磁铁靠近蒸发皿沙中的熔化物，能被磁铁吸引，(填“能”或“不

能”)确认其为纯铁，说明理由：=

(3)某溶液中只含有H+、Na+、NH：、Ba2\Al3\Ag\Cl>NO',OH>SO：、CO；、

SO；中某几种，该溶液中各离子的物质的量浓度均相同。取少量溶液于试管中，滴入甲

基橙，溶液呈红色，再加入NaOH溶液，溶液先变浑浊，后变澄清；另取少量溶液于试

管中，加入铝片，有无色气体产生，该无色气体遇空气变为红棕色。

①溶液中一定存在的阳离子为(填离子符号，下同),一定存在的阴离子为

②加入铝片时反应的离子方程式为。

11.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，AhAI2O3、Fe、FezCh熔点、沸点数据如

下：

物质AlA12O3FeFe2O3

熔点/℃660205415351462

沸点/℃246729802750—

(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？

答：(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，下列试剂中最适宜的试剂是A.浓硫酸B.稀硫

酸C.稀硝酸D,氢氧化钠溶液

12.软铸矿(主要成分为MnO*可用于制备铳及其化合物。

(1)早期冶炼金属锌的一种方法是先煨烧软锦矿生成Mn3O4,再利用铝热反应原理制得

镒，该铝热反应的化学方程式为o

(2)现代冶炼金属锦的一种工艺流程如下图所示：

下表为t℃时，有关物质的pKp(注：pKsp=-IgKsp)

物质

Fe(OH)3CU(OH)2Ca(OH)2Mn(OH)2CuSCaSMnSM11CO3

pKsp37.419.325.2612.735.25.8612.610.7

软铳矿还原浸出的反应为：12MnO2+C6HI2O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2?+18H2O

①该反应中，还原剂为0写出一种能提高还原浸出速率的措施：

②滤液1的pH(填“大于”、“小于”或“等于")MnSC)4浸出液的pH。

③加入MnFz的主要目的是除去(填Ca2+、Fe3+或Cu2+)o

(3)由MnSCU制取MnCCh：往MnSCU溶液中加入过量NH4HCO3溶液，该反应的离子方

程式为;若往MnS04溶液中加入(NH4)2CC)3溶液，还会产生Mn(0H)2,

可能的原因是：MnCO3（s）+2OH-（aq）--Mn（OH）2（s）+CO3，aq）,t℃时，计算该反应

的平衡常数K=（填数值）。

13.由铝和某些金属氧化物组成的混合物在化学上称为铝热剂，该混合物在高温条件下

能发生置换反应。为确定某铝热剂样品（铝和氧化铁）的组成，分别进行下列实验：

⑴若取10.7g该样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下

同）体积为乙。反应的化学方程式是,样品中铝的质量分数是（用含a的

表达式表示）。

（2）若取同质量的样品，在高温下使其恰好反应,则a=—L；该反应的化学方程式是—

（3）绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即原子的理论利用率为100%。下列转化

符号绿色化学要求的是一（填序号）。

a.乙醇制取乙醛b.甲烷制备CH3cle.2CH3cH0+02->2cH3coOH

参考答案:

1.加入氯酸钾插上镁条点燃镁条引

+2+3+2+

起FeMgO+2HCl=MgCl2+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe+2H=Fe+H2TFe+2Fe=3Fe

0.67mol/L2.33mol/L

【分析】①铝热反应的本质是置换反应，金属性Al>Fe,所以发生Al与FezCh反应，置换出铁，即B为

Fe；

②MgO与盐酸反应生成氯化镁与水，FezCh与盐酸反应生成氯化铁与水，溶液C中含有MgCb、FeCl3；

③单质B和溶液C反应，放出1.12L(标准状况)气体，该气体为氢气，说明②中盐酸过量，溶液C为MgCb、

FeCb、HC1混合溶液，反应同时生成溶液D,还残留有固体物质B,说明Fe有剩余，结合④用KSCN溶液

检验时，溶液D不变色，说明D溶液不含铁离子，则D中溶质为MgCb、FeCl2,据此分析解答。

【详解】(1)①中引发铝热反应的操作为：加少量KC1O3,插上镁条并将其点燃；产物中的单质B是Fe,故

答案为：加少量KC1O3，插上镁条并将其点燃；Fe；

(2)氧化镁与盐酸反应生成氯化镁与水，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁与水，②中所发生反应的化学方程式

为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O>Fe2O3+6HCl=2FeC13+3H2O,故答案为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O.

Fe2O3+6HCl=2FeC13+3H2O；

(3)Fe与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2f,铁与氯化铁反应生成氯

+2+3+2+

化亚铁，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+,故答案为：Fe+2H=Fe+H2t>Fe+2Fe=3Fe；

(4)令MgO和FezCh的物质的量分别为xmol、ymol,则40x+160y=20,溶液C为MgCb、FeCb、HC1混合

119/

溶液，加入铁粉后生成的氢气为~-=0.05moL根据氯元素守恒，2x+3x2y+0.05x2=0.15x6,解得：

22.4L/mol

O.lmol4,

x=0.1,y=0.1；n(Mg2+)=n(MgO)=0.1mol,所以c(Mg?+)=0=0.67mol/L；溶液D为MgCb、FeCb的混合

溶液，根据电荷守恒溶液中2c(Mg2+)+2c(Fe2+)=c(Cl)所以2x0.67mol/L+2c(Fe2+)=6mol/L,解得

c(Fe2+)=2.33mol/L,故答案为：0.67mol/L；2.33mol/Lo

2.C

【详解】A.应是电解熔融状态下的MgCL而不是溶液，A错误；

B.AlCb是共价化合物，熔融状态下不导电，不能通过电解AlCb得到Al,B错误；

C.Cu2s中Cu+1-O价，S由一2i+4,化合价升高也有降低，因此既作氧化剂又作还原剂，C正确；

D.根据质量守恒，固体质量没有变化，D错误；

故选C。

3.C

【详解】该铝热剂中只有铝能与氢氧化钠溶液反应，铝热反应后的生成物中只有铁能与盐酸反应得到氢气，

再结合题给其他信息可得到如下关系式：2A1~Fe2O3~2Fe,2Al~3H2，2Fe~2H2，则b：c=3：2,答案为C。

4.C

【详解】可用铝热法制备的金属通常具有较高的熔点，且不能比铝活泼。答案选C。

5.A

【详解】A.铝的金属活泼性弱于镁，则不可用铝热反应制取镁，工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取镁，

故A错误；

B.铝的还原性强，且铝热反应放出大量的热，可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属，故B正确；

C.金属铝和金属氧化物之间反应可以用于高熔点金属的冶炼，铝热反应体现了金属铝的还原性，故C正确；

D.铝热反应的实验现象为反应剧烈，火星四溅，漏斗下方有红热熔融物流出，故D正确。

故选Ao

6.C

【解析】9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂，发生铝热反应，9g铝粉可以提供Imol电子，

氧化物中的金属元素每得到Imol电子对应的单一单质的质量就是18g,铝粉完全置换出金属单质，如果氧

化物是混合物，得到的对应金属单质质量应该一个大于18g,一个小于18g；据此解答。

【详解】A.Cr2O3中+3价的Cr得到Imol电子对应的质量为17.3g,V2O5中+5价V得到Imol电子对应的

质量为10.2g,得到的二种对应金属单质质量均小于18g,故A不符合题意；

B.MnO2中+4价Mn得到Imol电子，对应的镐的质量为13.75g,Cr2O3中+3价的Cr得到Imol电子对应

的质量为17.3g,得到的二种对应金属单质质量均小于18g,故B不符合题意；

C.Fe2O3中+3价的Fe,得到Imol电子对应的铁单质的质量为18.7g,V2O5中+5价V得到Imol电子对应

的质量为10.2g,得到的二种对应金属单质质量一个大于18g,一个小于18g,故C符合题意；

D.Fe3C)4中的铁1个为+2,2个为+3价，得到8moi电子时，可得到3moiFe,当FesC^中Fe得到Imol电

子时，对应生成的铁单质的质量为21g,FeO中+2价Fe得到Imol电子对应的质量为28g,得到的对应金属

单质质量均大于18g,故D不符合题意；

答案为C。

7.C

【详解】A.铝热剂不仅包括铝和氧化铁的混合物，也包括铝与其他一些金属的氧化物的混合物，但不是所

有金属的氧化物与铝的混合物，A说法不正确；

B.镁条和KCICh是铝热反应的引发剂，镁条燃烧时产生高温，氯酸钾分解产生氧气，使燃烧更剧烈、产生

的温度更高，B说法不正确；

C.该反应放出大量的热量，生成物以熔融态落入沙中，该熔融物可能是铝铁合金，合金的熔点通常低于其

成分金属，故所得熔融物熔点低于铝的熔点660℃,C说法正确；

D.将少量该反应所得的熔融物溶于足量稀H2s04,充分反应后，滴加KSCN溶液无明显现象，不能说明熔

融物中无FezCh，因为即使有FezCh，其溶于硫酸后也可以被铁还原为亚铁离子，故滴加KSCN溶液无明显

现象，D说法不正确。

综上所述，相关叙述正确的是C。

8.B

【详解】把Fe3O4和铝粉配成铝热剂，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝，由电子转

Q

移守恒可知4n(Fe尸3n(A1),然后将生成物与足量的稀盐酸反应，铁与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，由电

9

子转移守恒可知n(H2)=n(Fe),所以n(H2)=-n(Al)；另一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反应，铝

8

3

与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气，由电子转移守恒可知2n，(H2)=3n(Al),所以MHzA'MAl)；故两种情

93

况下生成气体的物质的量之比为n(H2):n〈H2)=7n(Al)：7n(Al)=3：4,故选B。

82

9.2A1+2OH+2H2O=2A102+3H2?4:3

【详解】⑴铝热齐岫Fe3O4和Al组成，加入足量的NaOH溶液，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢

气，反应的离子方程式为2A1+2OH-+2H2O=2AK)2+3H2T；

(2)

2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2T

2mol3x22.4L

n(Al)V、

2mol3x22.4乙_67.2〃(A/),

故：/47、—'斛行Vl—L

n(AZ)Vj2

8Al+3Fe3O4=4AZ2O3+9Fe

8mol9mol

n(Al)n(Fe)

Fe+2HC1=FeCl2+H2T

Imol22.4L

n(Fe)V2

,,,,8moi9x22AL口9x22.4Lxn(Al)

故：8Al~9Fe~9H2故：..=~，角牛得Vz=-----------------------L

n(Al)V28

67.2〃(A/)L9x22.4£xn(Al)

则:V1：V2=L=4:3o

28

10.A1O+3C==2A1+3COAl4c3放热不能四氧化三铁也能被磁铁吸引H+、

23真空

3+3+

AlNO：、Cl\SO：A1+4H++NO3=Al+NOt+2H2O

【分析】(1)①由元素守恒可知该法制铝时会产生一种可燃性气体为CO,然后进行配平即可写出反应方程

式；

②根据含氢量最高的煌为CH4,即碳化铝与水反应生成A1(OH)3和CH4,结合元素守恒即可写出该化学式;

(2)①纸质漏斗中发生的反应是铝热反应，铝热反应属于放热反应；

②反应虽然生成了铁单质，铁单质能被磁铁吸引，但是四氧化三铁也是黑色的能被磁铁吸引的物质；

⑶根据取少量溶液于试管中，滴入甲基橙，溶液呈红色说明溶液中含有H+,故没有OH、CO；、SO；；再

加入NaOH溶液，溶液先变浑浊，后变澄清，说明含有AF+,没有Ag+；另取少量溶液于试管中，加入铝

片，有无色气体产生，该无色气体遇空气变为红棕色，说明含有NO：,故初步确定含有的离子为：H+、

AP+、NO3,又该溶液中各离子的物质的量浓度均相同，根据电荷守恒可知，溶液中阳离子所带的正电荷为

4,而阴离子所带的负电荷为1,说明溶液中还含有Cl和SO：,故无Na+、NH：、Ba2+,故一定存在的离子

为：H+、AF+、N(工、ChSO；',据此解题。

【详解】(1)真空碳热还原AbCh制铝是目前正在开发的一种方法。

①由元素守恒可知，该法制铝时会产生的一种可燃性气体为CO,故发生的总反应的化学方程式为AEO3+3C

==2A1+3CO,故答案为：AbC)3+3C2A1+3cO；

真空真空

②碳化铝与水反应生成A1(OH)3和一种含氢量最高的煌即CH4，故一个A1结合3个OH\一个碳结合4个

H,根据最小公倍数可知碳化铝的化学式为Al4c3,故答案为：A14C3；

(2)

①纸质漏斗中发生的反应是铝热反应，反应中放出大量的热，故为放热反应，故答案为：放热；

②反应虽然生成了铁单质，铁单质能被磁铁吸引，但是四氧化三铁也是黑色的能被磁铁吸引的物质，实验

结束后用磁铁靠近蒸发皿沙中的熔化物，能被磁铁吸引，故不能确认其为纯铁，说明理由：四氧化三铁也

能被磁铁吸引，故答案为：不能；四氧化三铁也能被磁铁吸引;

(3)根据取少量溶液于试管中，滴入甲基橙，溶液呈红色说明溶液中含有H+,故没有OH、CO；，SO；；

再加入NaOH溶液，溶液先变浑浊，后变澄清，说明含有AF+,没有Ag+；另取少量溶液于试管中，加入

铝片，有无色气体产生，该无色气体遇空气变为红棕色，说明含有NOg,故初步确定含有的离子为：H+、

AF+、NO',又该溶液中各离子的物质的量浓度均相同，根据电荷守恒可知，溶液中阳离子所带的正电荷为

4,而阴离子所带的负电荷为1,说明溶液中还含有C1-和SO：,故无Na+、NH：、Ba2+,故一定存在的离子

为：H+、AF+、NO：、ChSO；,据此解题。

①由分析可知：溶液中一定存在的阳离子为H+、AF+,一定存在的阴离子为NO»cr、SOh故答案为：

H+、Al3+；NO；,ChSO：；

+

②由分析可知:溶液中含有H和NO-组成稀硝酸,加入铝片时反应为:A1+4HNO3(W)=A1(NO3)3+NOT+2H2O,

+3++3+

故其离子方程式为A1+4H+N03=Al+NOt+2H2O,故答案为：A1+4H+NO-=Al+NOf+2H2Oo

11.⑴合理

(2)NaOH溶液2A1+2OJT+2H2O=2A1C)2—+3H2T

⑶B

【解析】⑴

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。

(2)

铝与NaOH溶液反应生成气体，反应的离子方程式为2A1+2OJT+2H2O=2AlCh-+3泾3所以可用NaOH溶

液检验所得的块状熔融物中含有金属铝。

(3)

A.浓硫酸易使铁、铝钝化，不能使合金溶解，A项错误；B.活泼金属与稀硫酸反应，熔融物可溶解于稀

硫酸中，B项正确；C.稀硝酸与金属反应生成污染性气体，不是最佳选择，C项错误；D.铁不与NaOH

溶液反应，不能将熔融物全部溶解，D项错误；答案选B。

12.8A1+3Mn3O4-^-4Al2O3+9MnC6HI2O6升高反应温度(或将软铳矿研细等其他合理答

2+2+

案)>CaMn+2HCO3=MnCO3i+H2O+CO2T100

【详解】(1)铝热反应的实质利用铝的强金属性，把弱金属性金属置换出来，8A1+3Mn3O41A12O3+

9Mn；

(2)①还原剂是失电子，化合价升高被氧化，根据上述化合价的分析，C6Hl2。6中H为+1、。为-2,整

个化合价的代数和为0,则C的化合价为0,CO2中C的化合价为+4价，即还原剂为C6Hl2。6,MnO?中

Mn的化合价为+4价一+2价，提高还原浸出速率的措施为：升高温度、研细软锦矿等；

②软铳矿还原浸出得到MnSCU溶液，说明浸出液为稀硫酸，同时溶液中还含有Ca2+、Fe3+.等杂质，

调节溶液的pH,Fe(OH)3的pKp为37.4与其他离子相比最大，pKp=-Ig&p,p&p越大，沉淀溶解平衡常

-373+2-

数越小，滤液1为形成Fe(OH)3沉淀，pKsp=-lgKsp=37.4,Ksp=10.4,Ksp=c(Fe)xc(OH),c(OH")~10^

叫c(H+)-lxlOW-L^1,pH=4,滤液1的pH大于M11SO4浸出液的pH；

③向溶液中加热硫化钱，CuS的pKp为35.2,可以将Ci?+形成硫化物沉淀下来，再加入MnF2，形成CaF?

沉淀，除去Ca2+,最后得到的含有锦离子的盐电解，可以达到金属锦；

2+

(3)Mi?+和HCO3-发生成MnCO3,水和CO2,离子反应方程式为：Mn+2HCO3-=MnCO3；+H2O+CO2t，

2-2-2+

由MnCCh⑸+2OIT(aq)^^Mn(OH)2(s)+CO32-(aq)可知，KSp=c(CO3)/c(OH)=[Ksp(MnCO3)/c(Mn)]

2+107127

/[Ksp(Mn(OH)2)/c(Mn)]=10^-/10^=100□

13.2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H219a或0.075a3.362Al+Fe2O3暨2Fe+

119.84一

AI2O3c

【分析】(1)从铝和氧化铁能否与NaOH溶液反应、结合反应的化学方程式2Al+2NaOH+2H20=2NaA102

+3H2计算即可；

⑵抓住恰好反应，从铝热反应方程式2Al+Fe2C)3望2Fe+AhO3计算混合物的组成、再计算铝溶于氢氧化

钠溶液时生成氢气的体积；

(3)按信息和反应特点分析判断即可。

【详解】(1)铝热剂样品(铝和氧化铁)中加入足量的NaOH溶液，氧化铁不反应，而铝消耗，反应的化学方

程式是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2f,若10.7g该样品反应，生成的氢气(标准状况，下同)体积为

«L,则/7(旦)=47mo1,由方程式知，”(Al)=]x白mol=47mol,则样品中铝的质量分数是

22.4322.433.6

amolx27g/mol9a

^(A1)=33-610.7g-；

⑵若取同质量的样品，在高温下使其恰好反应：2Al+Fe2O3T2Fe+Al2O3,则设氧化铁的物质的量为x,

则铝的物质的量为2x,160g/molxx+27g/molx2x=10.7g,得元=0.05mol,故该铝热剂含O.lmol铝，溶

于氢氧化钠溶液时生成氢气015mol,a=33.6L；

(3)a.乙醇催化氧化制取乙醛，同时生成水，a不符合；b.甲烷制备CH3cl是取代反应，得到多种混合物，

b不符合；c.由方程式知，该反应原子的理论利用率为100%,符合，故选c。

【教材实验热点】13中和反应反应热的测定

【教材实验梳理】

1.反应原理H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)AH=-57.3kJmol-1

通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此得中和热。

2.实验装置

温度1环形玻璃搅拌棒

3.实验用品

大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、环形玻璃搅拌棒、量筒(50mL)两个、温度计、泡沫塑料或纸条、泡沫

塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、盐酸(0.50mo卜LT)、氢氧化钠溶液(0.55mol-L-1)

4.实验步骤

址取反应物.混合反应物.测混

组装绝热装置丽要实监

测反应前凶度合液最高泡地

5.实验说明

(1)中和热的测定实验中，NaOH溶液的浓度稍大于盐酸的浓度是确保HC1反应完全。若采用的酸、碱浓度

相等，可采用碱体积稍过量的方法达到这个目的。

(2)中和热的计算公式

AH=_(/+〃，)CQ绎一始).01

(3)实验中若用弱酸(或弱碱)代替强酸(或强碱)，因弱酸(或弱碱)电离出H+(或OH-)需要吸收热量，故测定的

中和热的数值偏小；若用浓硫酸与强碱反应测定中和热，因浓硫酸稀释要放热，故测定的中和热的数值偏

大。

(4)要提高反应热测定的准确性，应注意“快”(实验操作要快，尽量减少热量散失)、“准”(准确测量液体温度

和液体体积)、“稀，，(浓度不宜过大，避免稀释放热，也要避免浓度过小)。

(5)要使用同一支温度计，温度计的水银球要完全浸入溶液中，读出变化过程中的最高温度。

(6)环形玻璃搅拌棒不能用铁丝代替，若用铁丝代替，会因铁丝与酸反应放出热量，且铁丝传热快而使测试

结果不准确。

(7)对于定量实验，需重复实验步骤，取3次实验数据的平均值，但相差太大的数据应舍弃。

6.误差分析

(1)分析的依据

看实验中有哪些因素能造成(t终-t始)出现误差。若(t终-t始)偏大，则|AH|偏大；若(t终-t始)偏小，贝

偏小。

(2)误差分析实例

50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液反应的误差分析：

【答题技巧】

反应热答题规范指导

⑴用“焰变(AH)”表示反应热时，AH>0表示吸热，AH<0表示放热，因而，AH后所跟数值需要带

符号。

(2)描述反应热时，无论是用“反应热”、“焰变”表示还是用AH表示，其后所跟数值需要带

符号。

(3)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带号。

【例题讲解】

1.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：

①用量筒量取50mL0.50mol-L-1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50mL0.55mol-L1

NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合

液最高温度。回答下列问题：

(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？。

(2)倒入NaOH溶液的正确操作是(填序号)。

A.沿玻璃棒缓慢倒入

B.分三次少量倒入

C.一次迅速倒入

(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是(填序号)。

A.用温度计小心搅拌

B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌

C.轻轻地振荡烧杯

D.用