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。
V₂O₅+Al——Al₂O₃+V  Co₃O₄+Al——Al₂O₃+Co

Answer 1

(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。

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+Fe₂O₃2Fe+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。