Question

将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起使四周都是四层，把内层“纸漏斗”取出，在底部剪一个孔，用水湿润，再与另一“纸漏斗”套在一起，架在铁架台铁圈上，下面放有盛有细沙的蒸发皿，将5 g炒干的三氧化二铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在“纸漏斗”中，上面加少量氯酸钾，并在混合物中插一根镁条，用燃着的木条点燃镁条。完成下列问题：

(1)上述反应的实验现象为____________________________________________________，因此铝可用于制造信号弹、燃烧弹、火箭推进剂等。

(2)上述反应的化学方程式为：________________________________________________，此反应称为铝热反应，铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂，铝热反应可用于焊接铁轨。铝粉可以和铁、铬、锰的氧化物粉末发生铝热反应，铝变成氧化铝，铁、铬、锰等金属的氧化物变成相应的金属单质。写出下面反应的方程式。

Al+MnO₂_________________________________________________________；

Al+Fe₂O₃_________________________________________________________；

Al+Cr₂O₃_________________________________________________________。

Answer 1

解析：铝与氧化物反应的实质是氧化还原反应，铝将氧化物中的化合态金属元素还原为金属单质。反应的特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al₂O₃分离。反应的重要意义：一是焊接钢轨，二是冶炼V、Cr、Mn等难熔的金属。

做该实验时，要注意以下几点：

①镁条要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃。Al₂O₃与Al粉要干燥，Al粉要用未被氧化的，否则难以反应。

②Fe₂O₃与Al质量比要控制在3∶1，且二者要混合均匀，以保证Fe₂O₃与Al都完全反应。

③玻璃漏斗内的纸漏斗要厚，并要用水润湿，以免损伤玻璃漏斗。

④承接反应物的蒸发皿内要垫适量的细砂，一是防止蒸发皿炸裂，二是防止熔融的固体溅出伤人。

⑤实验装置不要离人群太近，或将实验在通风橱内损伤，防止人受伤。

答案：(1)当外部镁条刚刚燃烧完毕时，纸漏斗内混合物立即剧烈反应，发出耀眼的白光，产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上。液珠冷却后变为黑色固体

(2)2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2Fe

4Al+3MnO₂2Al₂O₃+3Mn

2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2Fe

2Al+Cr₂O₃Al₂O₃+2Cr