专题12 铝热反应——备战2021年高考化学之突破教材实验热点（学生版）

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专题 12 铝热反应

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。

2．反应原理：2Al+ Fe2O32Fe+ Al2O3

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。

④KClO3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）。

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。

粉末状试样 A是由等物质的量的 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20 g A 全部溶于 0.15 L 6.0 mol·L－1盐酸中，得溶液 C；

③ 将①中得到的单质 B和溶液 C反应，放出 1.12 L(标况)气体，同时生成溶液 D，还残留有固体物质 B；

④用KSCN 溶液检验时，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中所发生的各反应的化学方程式是_____________________________________________。

（3）③中所发生的各反应的离子方程式是_____________________________________________。

（4）若溶液 D的体积仍视为 0.15 L，则该溶液中 c(Mg2＋)为__________，c(Fe2＋)为__________。

【答案】（1）加少量 KClO3，插上镁条并将其点燃　Fe

（2）Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O

（3）Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ （4）0.67 mol·L－1　2.3 mol·L－1

【解析】（1）铝热反应是指单质 Al 和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需

要较高的温度才能引发。在混合物上加少量 KClO3固体并插上 Mg 条，点燃 Mg 条后放出热量，使 KClO3

固体分解放出 O2，进一步加剧 Mg 的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应

为Fe2O3＋2Al Al2O3＋2Fe，所以产物中单质 B为Fe。

（2）Fe2O3和MgO 都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、MgO＋

2HCl===MgCl2＋H2O。

（3）混合物中只有 Fe2O3能和 Al 发生铝热反应，生成 Fe 单质。C溶液中有反应生成的 FeCl3，还有未反应

的HCl。发生的离子反应为 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

（4）假设步骤②用去的 20 g 固体中，MgO 的物质的量为 x，则 Fe2O3的物质的量也为 x，则 40 g·mol－1×x

＋160 g·mol－1×x＝20 g，解得：x＝0.1 mol。

根据 MgO～MgCl2的关系，则溶液中 MgCl2的浓度为 0.1 mol÷0.15 L≈0.67 mol·L－1。

步骤④说明溶液中没有 Fe3＋，也就是溶质为 FeCl2和MgCl2。根据 Cl－守恒的关系，可知MgCl2和FeCl2的

总的物质的量等于＝0.45 mol，所以，FeCl2的浓度为 ≈2.3 mol·L－1。

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