實驗裝置可簡單認為是鋁與某些金屬氧化物(如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)在高熱條件下發生的反應。
鋁熱反應常用於冶煉高熔點的金屬,並且它是一個放熱反應
實驗反應化學方程式:
氧化鐵:
2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe
四氧化三鐵: 效果
8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe
二氧化錳:
4Al+3MnO2=2Al2O3+3Mn
(反應條件都為高溫)
(鋁熱反應配平技巧:取反應物和生成物中氧化物中兩邊氧的最小公倍數,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍數12,則Fe3O4前應為3Al2O3前應為4,底下便可得到Al為4,Fe為9)
實驗操作:
1.取一張圓形濾紙,倒入5克炒乾的氧化鐵粉末,再倒入2克鋁粉。
2.將兩者混合均勻。用兩張圓形濾紙,分別摺疊成漏斗狀,將其中一個取出,在底部剪一個孔,用水潤溼,再跟另一個漏斗套在一起,使四周都有四層。
3.架在鐵圈上,下面放置盛沙的蒸發皿,把混合均勻的氧化鐵粉末和鋁粉放在紙漏斗中,上面加少量氯酸鉀,並在混合物中間插一根鎂條,點燃鎂條,觀察發生的現象。
4.可以看到鎂條劇烈燃燒,放出一定的熱量,使氧化鐵粉沫和鋁粉在較高的溫度下發生劇烈的反應,放出大量的熱,同時紙漏斗被燒穿,有熔融物落入沙中,待熔融物冷卻後,除去外層熔渣,仔細觀察,可以看到,落下的是鐵珠,這個反應叫鋁熱反應。反應生成鐵和氧化鋁。
利用鋁的強還原性和鋁轉化為氧化鋁時能放出大量熱的性質,工業上常用鋁粉來還原一些難熔性氧化物,這類反應被稱為鋁熱反應.
例如,在焊接鐵軌時,人們常將鋁粉與氧化鐵的混合物點燃,由於反應放出大量的熱,置換出的鐵以熔融態形式流出.讓熔融的鐵流入鐵軌的裂縫,冷卻後就將鐵軌牢牢的黏結在一起.
此外,鋁熱反應還可以表示鋁元素置換其他金屬元素(如錳等)的氧化物置換出該金屬元素。
實驗注意事項:
首先,鋁熱反應有一定的危險性,如果沒有較好有效的防火和耐高溫措施,不適合在家裡或房間裡做該實驗,否則容易造成化學燙傷,化學爆炸等事故。如果對鋁熱感興趣,可以選擇室外或者安全的有防火措施的房間進行實驗,並建議用氧化鐵作為金屬氧化物,並嚴格控制反應物量的大小,建議鋁粉可稍微過量,以使金屬氧化物完全反應。在使用鎂條時請注意,鎂條必須打磨光亮,並且要10釐米左右,太短熱量不夠,太長燃燒時間太長,並造成浪費。建議不要在承接容器中加水,否則水高溫分解的氫氣容易產生化學爆炸。切忌不能在反應物附近放可燃物,易燃物或玻璃等易爆物品。當用氯酸鉀作氧化劑時,切不可加大劑量,否則會引起物理爆炸和化學爆炸,在點燃反應物之前,先撤離周圍人員,並保持一段距離。
在點燃鎂帶時,可使用高溫打火機,噴火槍或酒精燈。發現鎂條逐漸變黑和閃火星時,說明鎂條已經吸收了夠多的熱量,馬上要燃燒了,這時要繼續加熱,並準備撤離。點燃鎂帶後,要趕快離至適合的距離,實驗者必須戴墨鏡或防強光的裝置觀察實驗現象,以防止被鋁熱反應的強光灼傷眼睛。絕對不允許在反應物旁觀察反應現象。反應時,會有900~1500攝氏度的高溫的金屬熔融物噴出,這時要隔離周圍人員,不得靠近。反應結束後,不可用水澆滅,要等其自然冷卻。
進行反應時,容易造成劇烈反應的金屬氧化物,如二氧化錳等,建議不要用相機進行拍攝,如需拍攝分析,最好用耐強光的鏡頭,或在鏡頭上裝上黑色膠片等。
冷卻結束後,可看見被還原的金屬,該金屬可收藏或再使用。
實驗裝置可簡單認為是鋁與某些金屬氧化物(如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)在高熱條件下發生的反應。
鋁熱反應常用於冶煉高熔點的金屬,並且它是一個放熱反應
實驗反應化學方程式:
氧化鐵:
2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe
四氧化三鐵: 效果
8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe
二氧化錳:
4Al+3MnO2=2Al2O3+3Mn
(反應條件都為高溫)
(鋁熱反應配平技巧:取反應物和生成物中氧化物中兩邊氧的最小公倍數,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍數12,則Fe3O4前應為3Al2O3前應為4,底下便可得到Al為4,Fe為9)
實驗操作:
1.取一張圓形濾紙,倒入5克炒乾的氧化鐵粉末,再倒入2克鋁粉。
2.將兩者混合均勻。用兩張圓形濾紙,分別摺疊成漏斗狀,將其中一個取出,在底部剪一個孔,用水潤溼,再跟另一個漏斗套在一起,使四周都有四層。
3.架在鐵圈上,下面放置盛沙的蒸發皿,把混合均勻的氧化鐵粉末和鋁粉放在紙漏斗中,上面加少量氯酸鉀,並在混合物中間插一根鎂條,點燃鎂條,觀察發生的現象。
4.可以看到鎂條劇烈燃燒,放出一定的熱量,使氧化鐵粉沫和鋁粉在較高的溫度下發生劇烈的反應,放出大量的熱,同時紙漏斗被燒穿,有熔融物落入沙中,待熔融物冷卻後,除去外層熔渣,仔細觀察,可以看到,落下的是鐵珠,這個反應叫鋁熱反應。反應生成鐵和氧化鋁。
利用鋁的強還原性和鋁轉化為氧化鋁時能放出大量熱的性質,工業上常用鋁粉來還原一些難熔性氧化物,這類反應被稱為鋁熱反應.
例如,在焊接鐵軌時,人們常將鋁粉與氧化鐵的混合物點燃,由於反應放出大量的熱,置換出的鐵以熔融態形式流出.讓熔融的鐵流入鐵軌的裂縫,冷卻後就將鐵軌牢牢的黏結在一起.
此外,鋁熱反應還可以表示鋁元素置換其他金屬元素(如錳等)的氧化物置換出該金屬元素。
實驗注意事項:
首先,鋁熱反應有一定的危險性,如果沒有較好有效的防火和耐高溫措施,不適合在家裡或房間裡做該實驗,否則容易造成化學燙傷,化學爆炸等事故。如果對鋁熱感興趣,可以選擇室外或者安全的有防火措施的房間進行實驗,並建議用氧化鐵作為金屬氧化物,並嚴格控制反應物量的大小,建議鋁粉可稍微過量,以使金屬氧化物完全反應。在使用鎂條時請注意,鎂條必須打磨光亮,並且要10釐米左右,太短熱量不夠,太長燃燒時間太長,並造成浪費。建議不要在承接容器中加水,否則水高溫分解的氫氣容易產生化學爆炸。切忌不能在反應物附近放可燃物,易燃物或玻璃等易爆物品。當用氯酸鉀作氧化劑時,切不可加大劑量,否則會引起物理爆炸和化學爆炸,在點燃反應物之前,先撤離周圍人員,並保持一段距離。
在點燃鎂帶時,可使用高溫打火機,噴火槍或酒精燈。發現鎂條逐漸變黑和閃火星時,說明鎂條已經吸收了夠多的熱量,馬上要燃燒了,這時要繼續加熱,並準備撤離。點燃鎂帶後,要趕快離至適合的距離,實驗者必須戴墨鏡或防強光的裝置觀察實驗現象,以防止被鋁熱反應的強光灼傷眼睛。絕對不允許在反應物旁觀察反應現象。反應時,會有900~1500攝氏度的高溫的金屬熔融物噴出,這時要隔離周圍人員,不得靠近。反應結束後,不可用水澆滅,要等其自然冷卻。
進行反應時,容易造成劇烈反應的金屬氧化物,如二氧化錳等,建議不要用相機進行拍攝,如需拍攝分析,最好用耐強光的鏡頭,或在鏡頭上裝上黑色膠片等。
冷卻結束後,可看見被還原的金屬,該金屬可收藏或再使用。