高中化学复习知识点：铝热反应

高中化学复习知识点：铝热反应
一、单选题
1．用铝热法还原下列化合物，1mol化合物完全反应，需消耗铝单质最多的是( ) A．MnO2B．WO3C．Co3O4D．Cr2O3 2．下列物质的制取原理错误的是()
A．金属钠的制取：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
B．金属镁的制取：MgO＋CO Mg＋CO2
C．金属铬的制取：Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3
D．金属汞的制取：2HgO2Hg＋O2↑
3．用下列装置不能达到有关实验目的的是（）
A．用甲图装置可制得金属锰
B．用乙图装置可制备Fe(OH)2
C．用丙图装置可从煤焦油中分离得到苯和甲苯
D．用丁图装置可干燥、收集氨气，并吸收多余的氨气
4．下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是
A ．A
B ．B
C ．C
D ．D
5．如图是铝热反应的装置图，对该反应叙述正确的是（ ）
A ．铝热反应是放热反应，所以常温下可以反应
B ．图中a 为Mg 条，b 为KClO 3，c 为Al 2O 3和Fe 的混合物
C ．KClO 3是该反应的催化剂
D ．利用铝热反应可焊接钢轨，也可冶炼锰等难熔金属 6．用下列装置不能达到实验目的的是
A ．用甲图装置比较NaHCO 3和Na 2CO 3的热稳定性
B ．用乙图装置制备Fe (OH )2
C ．用丙图装置制备并收集少量NO 2气体
D ．用丁图装置制取少量金属锰 7．下列物质属于纯净物的是( ) A ．铝热剂
B ．硬铝
C ．生铁
D ．四氧化三铁
8．下列反应中，不属于铝热反应的是( ) A ．2323高温
Al+3FeO
Al O Fe + B ．3
232高温
Al+WO Al O W +
C ．2
232点燃
4Al+3O Al O D ．2
23423高温
Al+3MnO Al O Mn +
9．下列反应速率（v ）和温度（T ）的关系示意图中与铝热反应最接近的是
A ．
B ．
C．D．
二、多选题
10．实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。

发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是（）
A．Fe2O3和MnO2B．MnO2和V2O5
C．Cr2O3和V2O5D．Fe3O4和FeO
三、综合题
11．工业上冶炼冰铜（mCu2O·nFeS）可得到粗铜，再以粗铜为原料制备硫酸铜晶体。

完成下列填空：
（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_______（填序号）吸收。

a. 浓H2SO4
b. 浓HNO3
c. NaOH溶液
d. 氨水
（2）用稀H2SO4 浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加____（填物质名称）溶液后呈红色，说明溶液中存在Fe3+，检验溶液中还存在Fe2+的方法是___（注明试剂、现象）。

实验室可用图的装置完成泡铜冶炼粗铜的反应。

（3）泡铜冶炼粗铜的化学方程式是____________________________。

（4）装置中镁带的作用是____。

泡铜和铝粉混合物表面覆盖少量白色固体a，
a是__(填名称)。

沙子能否换成水？__(填“能”或“不能”)。

（5）用滴定法测定CuSO4·5H2O的含量。

取a g试样配成100 mL溶液，取20.00mL用c mol /L 滴定剂(H2Y2–，滴定剂不与杂质反应)滴定至终点，消耗滴定剂bmL，滴定反应：Cu2++ H2Y2–＝CuY2–+ 2H+。

则CuSO4·5H2O质量分数的表达式是_______。

（6）下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是_____________。

a．滴定临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液至锥形瓶中b．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00mL进行滴定
c ．滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失
12．铝(熔点660℃)是一种应用广泛的金属，工业上用23Al O (熔点2045℃)和冰晶石(36Na AlF )混合熔融后电解制得。

请回答下列问题：
(1)铝属于活泼金属却能在空气中稳定存在，其原因是__________，冶金工业上常用金属铝作还原剂冶炼钒、铬、锰等金属，请写出铝与V 2O 5在高温下反应的化学方程式：___________。

(2)将1
30.1mol L AlCl -⋅液和10%NaF 溶液混合制取36Na AlF 。

该实验用于盛装NaF 溶
液的试剂瓶_________(填“能”或“不能”)用玻璃瓶，原因是_______。

(3)下列关于铝元素的叙述不正确的是__________(填序号)。

A ．铝是人类最早使用的金属
B ．镁铝合金既可完全溶于过量的盐酸，又可完全溶于过量的NaOH 溶液
C ．氢氧化铝是一种两性氢氧化物，既能溶于盐酸又能溶于NaOH 溶液
D ．铝是人体必需的微量元素之一，因此在生活中人们应尽量使用铝制炊具和餐具更有利于身体健康
(4)某工厂排放出有毒物质NOCl ，它遇水就会生成3NO -。

NOCl 分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl 的电子式为_________，水源中的3NO -
对人类健康会产生危害，为了降低水源中3NO -的浓度，有研究人员建议在碱性条件下用铝粉将3NO -
还原为N 2，此时铝主要以2AlO -
的形式存在于溶液中，请写出该反应的离子方程式：__________，当该反应转移5mol 电子时，产生的2N 在标况下的体积约为_______L 。

参考答案
1．C
【解析】
【分析】
生成金属均为1mol，金属元素的化合价变化的数值越大，说明发生氧化还原反应时得到的电子数目越多，则消耗铝的量越多。

【详解】
A. MnO2中Mn的化合价为+4；
B. WO3中W的化合价为+6；
C. Co3O4中Co的化合价为+8
3
；
D. Cr2O3中Cr的化合价为+3；
根据分析可知，C中Co元素化合价变化最大，根据电子转移守恒，故C中生成1molCo时，转移电子最多，则消耗Al最多，
故选C。

2．B
【解析】
【详解】
A．钠的性质活泼，用电解熔融氯化钠的方法制取，故A正确；
B．金属镁性质活泼，用电解熔融氯化镁的方法制取，故B错误；
C．金属铬熔点较高，活泼性比铝，可以用铝热反应制取，故C正确；
D．汞性质不活泼，用热分解氧化物的方法制取，故D正确；
答案选B。

【点睛】
根据金属的活动性强弱选择合适的冶炼方法，一般来说，活泼金属用电解法，较活泼金属用热还原法，不活泼金属如Hg、Ag等用热分解法冶炼；据此进行分析解答。

3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．点燃Mg条，引发铝热反应，Al与二氧化锰反应生成Mn，故A正确；
B．煤油可隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化，则图中装置可制备Fe(OH)2，故B正确；
C．温度计测量蒸气的温度，应与蒸馏烧瓶支管口处相平，冷却水需要下进上出，故C正确；D．氨气的密度小于空气，且和氧气不反应，所以可以用向下排空气法收集氨气，集气瓶中应该短进长出，故D错误；
故选D。

4．D
【解析】
【分析】
置换反应是一种单质和化合物反应生成另一种单质和化合物的反应，依据置换反应概念结合物质性质进行分析判断。

【详解】
A．二氧化碳和镁反应生成碳和氧化镁，反应的方程式是2Mg+CO2C+2MgO，属于置换反应，故A不符合；
B．氧化铁和金属铝发生铝热反应，反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式是2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3，属于置换反应，故B不符合；
C．HgS与氧气反应生成Hg与二氧化硫，属于置换反应，故C不符合；
D．氯化铁和铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，不属于置换反应，故D符合；
答案选D。

5．D
【解析】
【详解】
A. 铝热反应是放热反应，但是铝热反应需要在高温下发生，故A错误；
B. c为Al2O3和Fe的混合物时，无法构成铝热剂，c可以为Fe2O3和Al的混合物，故B错误；
C. Mg燃烧放热，氯酸钾受热可分解产生氧气，所以氯酸钾的作用是助燃，故C错误；
D. 铝热反应可以制取少量难熔金属，故利用铝热反应可焊接钢轨，也可冶炼锰等难熔金属，故D正确；
答案选D。

6．C
【解析】
【详解】
A．用甲图装置比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性，通过内部试管中出来的气体使溶液变混浊即可证明，A正确。

B．用乙图装置制备Fe(OH)2，由于上层有煤油可以隔绝氧气，以防对氢氧化亚铁的氧化，B正确。

C．NO2气体能和水发生反应，不能用排水法收集，C错误。

D．用丁图装置制取少量金属锰，即通过铝热反应制备，D正确。

答案选C。

7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．铝热剂是金属铝和氧化铁的混合物，故A不选；
B．硬铝是铝的合金，属于混合物，故B不选
C．生铁是铁、碳等形成的合金，属于混合物，故C不选；
D．四氧化三铁是氧化物，属于纯净物，故D选；
故答案选D。

8．C
【解析】
【分析】
【详解】
铝热反应是单质铝与没有铝活泼的金属氧化物反应置换出金属单质和三氧化二铝的反应，所以此题选C，
故选：c。

9．C
【解析】
【分析】
【详解】
因通过加热引发铝热反应，所以开始速率为0，一旦反应，反应放热，温度升高，化学反应
速率增大，只有图象C符合反应速率先不变后增大，答案选C。

10．AD
【解析】
【分析】
若9 g铝粉完全反应失去1mol电子，根据得失电子守恒，计算氧化物每得到1mol电子生成金属单质的质量，利用平均值的含义和过量计算分析。

【详解】
若9 g铝粉完全反应失去1mol电子，
A项，Fe2O3得到1mol电子生成Fe的质量为18.7g，MnO2得到1mol电子生成Mn的质量为13.8g，18g介于18.7g与13.8g之间，A项可能；
B项，V2O5得到1mol电子生成V的质量为10.2g，MnO2得到1mol电子生成Mn的质量为13.8g，即使铝粉完全反应了，金属单质的质量都小于18g，B项不可能；
C项，Cr2O3得到1mol电子生成Cr的质量为17.3g，V2O5得到1mol电子生成V的质量为10.2g，即使铝粉完全反应了，金属单质的质量都小于18g，C项不可能；
D项，Fe3O4得到1mol电子生成的Fe的质量为21g，FeO得到1mol电子生成Fe的质量为28g，当铝粉不完全反应时，金属单质的质量可能为18g，D项正确；
答案选AD。

【点睛】
本题易漏选D项，忽视铝粉没有完全反应的情况。

11．c d 硫氰化钾另取少量溶液，滴加几滴高锰酸钾的酸性溶液，紫色褪去，说明溶液中存在Fe2+3Cu2O+2Al6Cu+ Al2O3燃烧放出大量的热，创造高温环境（或引燃剂）氯酸钾不能5bc/4a c
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据冰铜（mCu2O·nFeS）的组成元素可知，冰铜（mCu2O·nFeS）在空气中燃烧生成的气体A应该是SO2气体。

SO2是大气污染物，属于酸性氧化物，因此可用来吸收SO2的试剂是氢氧化钠溶液或氨水。

浓硫酸不能吸收SO2，浓硝酸吸收SO2又生成大气污染物NO2，所以正确的答案选cd。

（2）检验铁离子的试剂是KSCN 溶液。

由于亚铁离子检验还原性，所以检验溶液中还存在亚铁离子的操作是另取少量溶液，滴加几滴高锰酸钾的酸性溶液，紫色褪去，说明溶液中存在Fe 2+。

（3）根据装置图可知，该反应是铝热反应，化学方程式是3Cu 2O+2Al
6Cu+ Al 2O 3。

（4）铝热反应需要高温，而镁燃烧可以放出大量的热量，所以镁带的作用是燃烧放出大量的热，创造高温环境（或引燃剂）；由于在铝热反应中还需要助燃剂氯酸钾，所以泡铜和铝粉混合物表面覆盖少量白色固体a 是氯酸钾。

由于铝热反应会放出大量的热量，使生成的金属熔化，如果用水代替沙子，容易击穿坩埚，所以不能用水代替沙子。

（5）消耗滴定剂的物质的量是0.001bcmol ，则根据滴定反应Cu 2++ H 2Y 2–＝CuY 2–+ 2H +可知，20.00mL 硫酸铜溶液中硫酸铜的物质的量是0.001bcmol ，则100mL 溶液中硫酸铜的物质的量是0.005bcmol ，所以CuSO 4·
5H 2O 质量分数的表达式是0.005250/bcmol g mol ag ⨯=54bc
a。

（6） a ．滴定临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液至锥形瓶中，属于正确的操作，结果不影响；b ．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00mL 进行滴定，溶液相当于被稀释，但硫酸铜的物质的量不变，因此结果不变；c ．滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失，这说明消耗滴定剂的体积增加，因此硫酸铜的物质的量增加，测定结果偏高，答案选c 。

12．铝的表面可以形成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被进一步氧化
252310Al+3V O 5Al O +6V 高温 不能 -F 会水解产生氢氟酸，氢氟酸会腐蚀玻璃
ABD ---322210Al+6NO +4OH =10AlO +3N +2H O ↑ 11.2L
【解析】 【详解】
（1）铝的表面可以形成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被进一步氧化，因此可以在空气中稳定存在，铝作还原剂冶炼金属，自身变成氧化铝，可以类比氧化铁的铝热反应：
252310Al+3V O 5Al O +6V 高温；
（2）根据“有弱就水解，越弱越水解”的规律，-F 会水解产生氢氟酸，氢氟酸本身会腐蚀玻璃，因此不能用玻璃瓶来盛放；
（3）A ．尽管铝是地壳中含量最高的金属元素，但是提炼铝的方法是近两三个世纪才发现
的，铝的大规模使用是上个世纪七十年代才开始的，A 项错误；
B ．铝和强酸强碱均能反应，但是镁只能和盐酸反应，不能和氢氧化钠溶液反应，因此镁不溶于烧碱溶液，B 项错误；
C ．3Al(OH)是一种两性氢氧化物，既能溶于盐酸得到3+Al 又能溶于烧碱得到-
2AlO ，C 项正确；
D ．过多摄入3+Al 对人体实际上是有害的，因此我们应减少铝制餐具的使用，并且在使用时避免接触强酸或强碱性的食品，D 项错误； 答案选ABD ；
（4）既然各原子均满足8电子稳定结构，氮要形成3个共价键，氧要形成2个共价键，氯只能形成1个共价键，不难发现应写成
的形式，1个铝失3个电子，1个氮得5个
电子，写出反应方程式：---322210Al+6NO +4OH =10AlO +3N +2H O ↑，根据方程式不难
看出转移电子数与生成氮气数之比为10:1，故当转移5mol 电子时生成0.5mol 氮气，这些氮气在标况下的体积为0.5mol 22.4L/mol=11.2L ⨯。