①概念:铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应生成另一种金属并放出大量热的化学反应。
②原理:铝作还原剂,金属氧化物作氧化剂,用铝将金属氧化物中的金属还原出来。
③铝热剂:铝粉与某些金属氧化物(如Fe2O3 、V2O5 、Cr2O3 等)组成的混合物。
④反应特点:在高温下进行,反应迅速并放出大量的热,生成的金属单质呈熔融状态且易与Al2O3分离。
注意事项:①实验时要注意安全,反应装置应远离易燃物和人;②铝粉要细,要没有被氧化,最好用铝银粉(商业名称);(3)氧化铁粉末要干燥;(4)预先擦去镁带的氧化膜,长度约需10 cm(过短热量不够,影响实验效果);(5)要保证纸漏斗重叠时四周均为四层,且内层纸漏斗一定要用水润湿,以防高温物质从纸漏斗四周溅出;(6)要用盛有细沙的蒸发皿接收熔融物,以免损坏器物或引起物品的燃烧。
反应方程式:3Fe2O3 + 8Al 4Al2O3 + 9Fe 。
应用:①焊接钢轨 ②冶炼高熔点的相对较不活泼的金属,如V、 Cr、 Mn等。
【思维拓展】铝热反应中镁条和氯酸钾是怎样引起该反应的发生的呢?
[答案] 铝热反应为放热反应,但需要高温才能发生,镁条是引燃剂,氯酸钾是助氧剂,镁条燃烧提供热量,促使 KClO3发生分解;KClO3分解放出O2,保证镁条的继续燃烧,镁条燃烧放出热量,引发铝热反应进行。由于该反应为放热反应,反应放出的热量可以维持反应继续进行,因此反应一经引发,就可剧烈进行。纸漏斗用水浸湿,是为了防止滤纸被烧坏;蒸发皿中盛有沙子,是为了防止落下的熔融物炸裂蒸发皿。
(4)其他方法:
火法炼铜:铜可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来。