Question

13．现代生活离不开铝，铝有许多优良的性能，因此在各方面有极其广泛的用途．
（1）如图为铝热反应实验装置图，点燃镁条后，氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中，熔融物冷却后形成铁珠．则氧化铁粉末和铝粉反应的化学方程式为Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃．
（2）写出铝热反应的两个主要用途：焊接铁轨、冶炼金属等．
（3）铝可以和烧碱溶液反应，该反应的离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（4）工业上冶炼铝的化学方程式为2Al₂O₃ $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；若生产2.7t铝，则转移电子的物质的量为3×10⁵mol．

Answer 1

分析 （1）氧化铁粉末和铝粉反应的化学方程式：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，由此解答；
（2）铝热反应是金属铝和金属氧化物之间的置换反应，可以利用此反应来焊接铁轨、冶炼高熔点的金属；
（3）铝可以和烧碱溶液反应，该反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）工业上冶炼铝用电解氧化铝的方法：2Al₂O₃ $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，生成1mol的铝转移3mol的电子．

解答 解：（1）氧化铁粉末和铝粉反应的化学方程式：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，故答案为：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；
（2）铝热反应是金属铝和金属氧化物之间的置换反应，可以利用此反应来焊接铁轨、冶炼高熔点的金属，故答案为：焊接铁轨、冶炼金属等；
（3）铝可以和烧碱溶液反应，该反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）工业上冶炼铝用电解氧化铝的方法：2Al₂O₃ $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，
此反应转移12mol电子时生成4mol铝，即每生成1molAl转移3mol电子，
设生成2.7t铝时转移电子xmol，
根据：Al～3e-
        1mol　　　　             3mol　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
      $\frac{2.7×1{0}^{6}g}{27g/mol}$                 x mol    
解得x═3×10⁵mol，
故答案为：2Al₂O₃ $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；3×10⁵mol．

点评 本题综合考查了铝热反应，并考查了铝的冶炼，综合性较强，难度适中，比较容易．