铝热反应焊接铁轨
人教版高中化学必修2课件 探究铝热反应
探究铝热反应
实验现象：
1.镁条剧烈燃烧， 2.火花四溅， 3.放出大量的热， 4.同时纸漏斗被烧穿，有灼热 熔融物落入沙中，待熔融物冷 却后变黑色固体。
探究铝热反应
应用
1、冶炼难熔的金属 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的武器 4、传统的烟火剂
探究铝热反应
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铝热反应十分激烈，所以点燃后难以熄灭。若在 钢等其他金属物上点燃，还会熔穿金属物，加剧反 应。故常被用于制作燃烧弹，可以熔穿装甲。 铝热反应过程中放出的热可以使高熔点金属熔 化并流出，故铝热法广泛运用于焊接抢险工程之中 。另外，铝热法也是冶炼钒、铬、锰等高熔点金属 的重要手段。
铝热反应配平技巧： 取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数，即可
快速配平，如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中，可取Fe3O4和Al2O3
中氧的最小公倍数12，则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4，底下 便可得到Al为4，Fe为9.
探究铝热反应
实验步骤：
1.取一张圆形滤纸，倒入5克炒干的氧化铁粉末，再 倒入2克铝粉。
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探究铝热反应
除此之外，其他的金属单质与金属氧化物混合之 后点燃，也会发生强烈的氧化还原反应，效果类似 于铝热反应。其中的金属单质可以是铝、镁、钙、 钛、硅、硼，而金属氧化物可以是三氧化二硼、二 氧化硅、三氧化二铬、二氧化锰、三氧化二铁、四 氧化三铁、氧化铜和四氧化三铅等。有时这些反应 也根据反应中的还原剂而被称为“镁热法”、“硅 热法”、“钙热法”、“碳热法”等等
此外，铝热反应还可以表示铝元素置换其他金属元 素（如锰等）的氧化物置换出该金属元素
探究铝热反应
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实验装置
成都石室双楠实验学校高中化学必修二第八章《化学与可持续发展》测试(含答案解析)
一、选择题1．下列说法不正确的是A ．“氢化油”可以用来制肥皂，也可以用于生产人造奶油B ．现代工业生产中芳香烃主要来源于石油化学工业中的催化重整和裂化C ．催化裂化可以提高汽油等轻质油的产量与质量D ．可燃冰的主要成分为CH 4·nH 2O ，是可再生能源2．化学与科学、技术、社会和环境密切相关，下列有关说法中不正确的是（ ） A ．对废旧电池进行回收处理，主要是为了环境保护和变废为宝B ．硅太阳能电池工作时，化学能转化成电能C ．84消毒液是以NaClO 为主要有效成分的消毒液，与医用酒精混合不能提升消毒效果D ．工业上，不能采用电解MgCl 2溶液的方法制取金属镁3．节约集约利用资源，倡导绿色简约生活。
关于能源与生活的说法错误．．的是 A ．推广使用一次性塑料袋和纸巾B ．发展非燃油型新能源汽车，有利于减少污染气体排放，改善人类生存环境。
C ．充分利用太阳能D ．燃料不完全燃烧排放的CO 是大气污染物之一4．下列冶炼金属的原理中，属于热还原法的是（ ）A ．Fe+CuSO 4= FeSO 4+CuB ．MgCl 2(熔融)电解Mg+Cl 2↑C ．2Ag 2O Δ4Ag+O 2↑D ．Fe 2O 3+3CO 高温2Fe+3CO 25．下列药物知识中，正确的是A ．OTC 是处方药的标志，可以自行购药和按方法使用B ．中草药麻黄碱可用于治疗失眠等症状C ．抗生素能抵抗所有细菌感染，可以大量使用D ．凡是不以医疗为目的的滥用麻醉药品和精神药品都属于吸毒范围6．下列说法正确的是A ．用石灰石-石膏法对燃煤烟气进行脱硫，最终生成CaSO 3B ．过量的Fe 在干燥的氯气中点燃生成FeCl 2C ．等物质的量的氯气和甲烷在光照条件下反应能制得纯净的CH 3ClD ．用焦炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅的同时产生大量CO7．下列说法错误的是A ．正常雨水的pH 为7.0，酸雨的pH 小于7.0B ．严格执行机动车尾气排放标准有利于防止大气污染C ．使用氯气对自来水消毒过程中，生成的有机氯化物可能对人体有害D ．食品厂产生的含丰富氮、磷营养素的废水不可以长期排向水库养鱼8．下列有关自然资源的开发利用叙述正确的是A．从海水中提取金属镁的过程中发生置换反应B．金属铝的冶炼可采取电解熔融氯化铝的方法C．石油裂化的目的是提高轻质燃料油的质量和产量D．煤中含有的苯、甲苯、二甲苯等有机物，可通过煤的干馏来获得9．下表中相关物质的信息都正确的一项是（）选项化学式电子式或含有的化学键类型物质的性质与性质相对应的用途A NaClO强氧化性消毒液B H2O2不稳定，易分解医用消毒剂C NH3共价键水溶液呈弱碱性工业制硝酸D KAl（SO4）2离子键易水解自来水消毒剂A．A B．B C．C D．D10．从海带中提取碘单质的工艺流程如下。
江苏省2022-2023学年高三下学期5月调研考试化学试卷(含解析)
江苏省2022-2023学年高三下学期5月调研考试化学试卷学校:___________姓名：___________班级：____________一、单选题1．铝热剂可用于焊接铁轨，在高温下发生反应2Al+Fe 2O 3Al 2O 3+2Fe ，该反应为（ ） A ．化合反应B ．吸热反应C ．氧化还原反应D ．分解反应 2．碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl 4中溶解度很大，这是因为（ ） A ．CCl 4和I 2都不含氢元素，而H 2O 中含有氢元素 B ．CCl 4和I 2都是非极性分子，而H 2O 是极性分子 C ．CCl 4与I 2都是直线形分子，而H 2O 不是直线形分子D ．CCl 4与I 2相对分子质量相差较小，而H 2O 与I 2相对分子质量相差较大 3．下列有关含氮物质的性质与用途具有对应关系的是（ ） A ．NH 3极易溶于水，可作制冷剂 B ．N 2性质稳定，是制造氨气的重要原料 C ．HNO 3易挥发，可用来制备硝酸纤维 D ．NO 2具有强氧化性，可作火箭燃料推进剂4．在指定条件下，下列选项所示的物质或离子间转化能实现的是（ ）A ．()()()NaOH33FeCl aq Fe OH −−−→胶体 B ．()2H O g 23Fe Fe O −−−→高温C ．()()2I2+3+Feaq Fe aq −−→ D ．()Cu3FeCl aq Fe −−→ 5．2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。
我国科学家在寻找新的点击反应砌块的过程中，意外发现一种安全、高效的合成化合物，其结构简式如图所示，其中X 、Y 、Z 和W 是原子序数依次增大的短周期元素，Y 与W 是同一主族元素，X 与Y 为相邻元素。
下列说法正确的是（ ）A ．原子半径：r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W)B ．简单氢化物的沸点：Y>ZC ．电解Z 的简单氢化物水溶液可制得2H 和2ZD ．同周期主族元素中第一电离能大于X 的元素有2种可用于尿素的制备。
【学生卷】初中高中化学必修二第八章《化学与可持续发展》阶段练习(课后培优)(1)
一、选择题1．化学与生产、生活、科技等密切相关，下列说法错误的是A．开发利用太阳能、风能和氢能等新能源代替化石能源，利于实现低碳经济B．利用膜材料将含油污水中的油水分离，发生的是化学变化C．研究人员在分子水平上了解新型冠状病毒的病理，研制抗毒疫苗D．屠呦呦从青蒿中提取青蒿素对治疗疟疾有特效2．用下列实验操作或装置进行相应实验，正确的是A．用图甲所示操作配制银氨溶液B．用图乙所示装置制取乙酸乙酯C．用图丙所示装置制取硝基苯D．用图丁所示装置进行石油分馏3．下列说法正确的是A．可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热会发生变化B．物质燃烧的热化学方程式与物质燃烧热的热化学方程式书写一样C．使燃料充分燃烧，要有足够的空气；燃料与空气有足够小的接触面积D．新能源的优势，资源丰富，可以再生，没有污染或污染很少4．铅的冶炼大致过程如下：①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；②焙烧：2PbS+3O2焙烧2PbO+2SO2；③制粗铅：PbO+ CΔPb+CO↑；PbO+COΔPb+CO2。
下列说法错误的是A．浮选法富集方铅矿的过程，属于物理变化B．将l molPbS冶炼成Pb，理论上至少需要6 g碳C．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbOD．焙烧过程中，每生成l molPbO转移6 mol电子5．化学与人们的生活、生产密切相关。
下列说法正确的是A．酒精和84消毒液混合使用能提高对新型冠状病毒的预防效果B．纳米铁粉可以去除被污染水体中的Cu2+、Hg2+等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成，同时也可以减少温室气体的排放D．5G时代某三维存储器能储存海量数据，其半导体衬底材料是单晶硅6．下列说法不正确的是A．宜德青花瓷所用青料“苏麻离青”是一种低锰高铁类含钴矿石，在适当的火候下呈现出蓝宝石般的鲜艳色泽，是一种天然有机材料B．红外光谱仪、核磁共振仪都可用于有机化合物结构的分析C．石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量；石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃D．Cu丝燃烧法可定性确定有机物中是否存在卤素7．下列我国科技成果所涉及物质的应用中，发生的是化学变化的是①甲醇低温所制氢气用于新能源汽车②氘氚用作“人造太阳”核聚变燃料③偏二甲肼用作发射“天宫二号”火箭燃料④开采可燃冰，将其作为能源使用A．①②B．②③④C．①③④D．②③8．实验室中，从海藻里提取碘的部分流程如下图。
【学生卷】潍坊市高中化学必修二第八章《化学与可持续发展》经典题(专题培优)
一、选择题1．化学与技术、社会和环境密切相关。
下列说错误的是( )A ．煤炭经气化、液化和干馏等过程，可以转化为清洁能源B ．利用二氧化碳制造全降解塑料，可以缓解温室效应C ．充分开发利用天然纤维，停止使用各种化学合成材料D ．加大秸秆的综合利用，如发酵制沼气、生产乙醇等，提高资源的利用率2．下列有关水处理的方法合理的是A ．用亚铁盐吸附水中的悬浮物B ．用火碱还原废水中的227Cr O -C ．用2Na S 沉淀水中的2Cu +、2Hg +等重金属离子D ．用食盐处理含高浓度4NH +的废水并回收利用氨3．下列叙述不涉及氧化还原反应的是A ．钢铁制品在空气中被腐蚀B ．高炉炼铁C ．用澄清石灰水检验二氧化碳D ．电解氧化铝制备金属铝 4．塑料、合成橡胶和合成纤维这三大类合成材料，都主要是以石油、煤和天然气为原料生产的，下列有关说法错误的是A ．天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇B ．煤可以直接液化，煤与氢气作用生成液体燃料C ．乙烯、丙烯、甲烷等主要化工基本原料都可以由石油分馏得到D ．聚乙烯塑料的主要成分聚乙烯是由乙烯通过聚合反应制得的5．下列说法不合理的是A ．用SO 2漂白银耳B ．用食盐防腐C ．用回收的植物油制肥皂D ．钢体船外嵌锌板可起防腐作用 6．绿色化学助力可持续发展。
下列不属于．．．绿色化学范畴的是 A ．利用二氧化碳和环氧化合物合成可生物降解塑料B ．开发光、电催化技术用H 2O 和O 2直接合成H 2O 2C ．推进大气污染治理、固体废物处置和资源化利用D ．发展用水代替有机溶剂作为物质制备的分散介质7．下列药物知识中，正确的是A ．OTC 是处方药的标志，可以自行购药和按方法使用B ．中草药麻黄碱可用于治疗失眠等症状C ．抗生素能抵抗所有细菌感染，可以大量使用D ．凡是不以医疗为目的的滥用麻醉药品和精神药品都属于吸毒范围8．古籍中记载的下列事实或现象的形成，未涉及氧化还原反应的是A ．《本草纲目》：“野外之鬼磷，其火色青，其状如炬，俗称鬼火”B ．《淮南万毕术》：“曾青得铁则化为铜”C ．《梦溪笔谈》：“石穴中水所滴者皆为钟乳”D ．《本草经疏》：“丹砂(HgS)，味甘微寒而无毒……若经伏火……则毒等砒硇，服之必毙”9．下列说法错误的是A ．正常雨水的pH 为7.0，酸雨的pH 小于7.0B ．严格执行机动车尾气排放标准有利于防止大气污染C ．使用氯气对自来水消毒过程中，生成的有机氯化物可能对人体有害D ．食品厂产生的含丰富氮、磷营养素的废水不可以长期排向水库养鱼10．我校本月提出“节约用水用电，倡导绿色简约生活”。
铝热反应(知识延伸)
铝热反应（知识延伸）浙江上虞中学陈燕利用铝的强还原性和铝转化为氧化铝时能放出大量热的性质,工业上常用铝粉来还原一些难熔性氧化物（如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等），这类反应我们称之为铝热反应.例如,在焊接铁轨时,人们常将铝粉与氧化铁的混合物点燃,由于反应放出大量的热,置换出的铁以熔融态形式流出.让熔融的铁流入铁轨的裂缝,冷却后就将铁轨牢牢的黏结在一起.常见的实验反应化学方程式:(反应条件都为高温)氧化铁:2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe四氧化三铁:8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe二氧化锰:4Al+3MnO2=2Al2O3+3Mn铝热反应配平技巧：取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数，即可快速配平，如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中，可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍12，则Fe3O4前应为3 ，Al2O3前应为4，底下便可得到Al为4，Fe为9实验操作：1.取一张圆形滤纸，倒入5克炒干的氧化铁粉末，再倒入2克铝粉。
2.将两者混合均匀。
用两张圆形滤纸，分别折叠成漏斗状，将其中一个取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一个漏斗套在一起，使四周都有四层。
3.架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿，把混合均匀的氧化铁粉末和铝粉放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条，点燃镁条，观察发生的现象。
4.可以看到镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉沫和铝粉在较高的温度下发生剧烈的反应，放出大量的热，同时纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中，待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以看到，落下的是铁珠，这个反应叫铝热反应。
反应生成铁和氧化铝。
提示：实验中镁条与氯酸钾的作用是发生氧化还原反应放热，用其放出的热对铝和氧化铁加热。
典例剖析某同学欲利用教材中的实验装置探究“铝热反应”中熔融物的成份。
请写出“铝热反应”的化学方程式：，该同学经查阅《化学手册》知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3（1）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。
宜兴市周铁中学高中化学必修二第八章《化学与可持续发展》经典题(含解析)
一、选择题1．化学在生活、生产、科研等方面发挥着重要的作用。
下列说法不正确的是 A ．沿海人民利用海水晒盐得到粗盐，其主要成分为NaClB ．蒸制面食时使用的纯碱属于酸式盐C ．“新冠抗疫”中，用于消毒的84消毒液的有效成分为氯的含氧酸盐D ．制造“后母戊鼎”的青铜和举世轰动的“超级钢”均属于合金2．下列说法正确的是A ．可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热会发生变化B ．物质燃烧的热化学方程式与物质燃烧热的热化学方程式书写一样C ．使燃料充分燃烧，要有足够的空气；燃料与空气有足够小的接触面积D ．新能源的优势，资源丰富， 可以再生，没有污染或污染很少3．下列有关水处理的方法合理的是A ．用亚铁盐吸附水中的悬浮物B ．用火碱还原废水中的227Cr O -C ．用2Na S 沉淀水中的2Cu +、2Hg +等重金属离子D ．用食盐处理含高浓度4NH +的废水并回收利用氨4．下列从海洋中获取物质的方案不合理．．．的是 A ．向海水中加入石灰乳得到Mg(OH)2，加入盐酸得到MgCl 2溶液，最后电解该溶液得到镁单质B ．苦卤酸化后通入氯气得到溴水，然后用热空气将其吹入SO 2水溶液中，再通入氯气，最后通过萃取、分液、蒸馏得到溴单质C ．干海带灼烧后加水浸取，然后加入H 2O 2得到碘水，最后通过萃取、分液、蒸馏得到碘单质D ．粗盐先通过除杂、精制得到饱和食盐水，然后电解得到氯气，最后用氯气和石灰乳反应制得漂白粉5．化学与人们的生活、生产密切相关。
下列说法正确的是A ．酒精和84消毒液混合使用能提高对新型冠状病毒的预防效果B ．纳米铁粉可以去除被污染水体中的Cu 2+、Hg 2+等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附C ．燃煤中加入CaO 可以减少酸雨的形成，同时也可以减少温室气体的排放D ．5G 时代某三维存储器能储存海量数据，其半导体衬底材料是单晶硅6．“绿色化学”提倡，设计制备物质的方案时，要从经济、环保和技术等方面考虑，以下由铜制取硝酸铜的四种方案中，比较符合“绿色化学”概念且可行的方案是A ．Cu → Cu(NO 3)2B ．Cu → CuO →Cu(NO 3)2C ．Cu → CuCl 2 →Cu(NO 3)2D ．Cu → CuSO 4 →Cu(NO 3)2 7．绿色化学助力可持续发展。
2020高一化学实验16铝热反应学案
实验16 铝热反应铝热反应1、学会铝热反应的原理2、探究利用铝的还原性获得高熔点金属单质铝热反应是铝单质在高温的条件下进行的一种氧化还原反应，体现出了铝的强还原性。
反应会放出巨大的热，甚至可以使生成的金属以熔融态出现。
另一方面，反应放出大量热使铝熔化，反应在液相中进行使反应速率极快，短时间放出极大量的热。
2y Al +3M x O y =====高温yAl 2O 3+3xM(M 为金属元素)2Al+Fe 2O 3=====高温2Fe+Al 2O 3坩埚钳、铁架台（带铁圈）、滤纸、托盘天平、蒸发皿、小木条、镁带、氯酸钾、氧化铁铝粉、沙子、水步骤 实验现象1．利用铝热反应可以焊接钢轨。
下列说法正确的是（）A．铝、氧化铝中铝元素微粒的半径r(Al3+)＜r(Al)B．工业上可用铝热反应的方法提取镁C．在铝热反应中化学能全部转化为光能D．在铝热反应中铁的还原性大于铝的还原性【答案】A【解析】A．铝离子含有2个电子层，铝原子含有3个电子层，则微粒的半径大小为：r(Al3+)＜r(Al)，故A正确；B．由于铝的还原性小于镁，无法通过铝热反应提取镁，工业上通常采用电解熔融氯化镁的方法获得镁，故B错误；C．在铝热反应中，化学能除了转化成光能，还转化为热能等能量，故C错误；D．铝热反应中，被置换出的金属的还原性必须小于Al的，如铁的还原性小于铝的还原性，故D错误；故选A。
2．下列关于铝热剂的有关叙述中正确的是（）A．利用铝热剂的反应，常用于冶炼高熔点的金属B．氧化铝和铁的混合物是铝热剂C．铝热剂发生的铝热反应需要用镁带和氯酸钾引燃，所以铝热反应是吸热反应D．工业上常用铝热反应来大量冶炼金属铁【答案】A【解析】铝热反应放出大量的热，利用铝热剂的反应，常用于冶炼高熔点的金属，故A 正确；铝和氧化铁的混合物是铝热剂，故B错误；铝热反应是放热反应，故C错误；工业上常用焦炭还原法大量冶炼金属铁，故D错误。
3．铝热反应原理可用于焊接铁轨。
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铝热反应焊接铁轨
铝热反应焊接是一种常用的铁路轨道焊接方法，通常使用于长距离铁路轨道的连接和维护。
该技术利用铝和铁反应产生高温，使铝和铁轨之间形成一层合金焊缝，从而实现焊接的目的。
具体操作步骤如下：
1. 清洗铁轨表面，确保表面没有油污和杂质，以保证焊接效果。
2. 将钢轨切割或采用现有断裂面。
3. 在铁轨上涂抹铝粉或铝条。
铝粉可以直接撒在断裂面上，铝条需要放在钢轨接头处。
4. 用火炬加热铝粉或铝条，加热时间约为2-3分钟，直到铝与
铁轨溶合，并形成合金焊缝。
5. 在焊接后的铁轨表面加热处理，使铝合金浸渍到钢轨中，提高焊接强度。
铝热反应焊接方法简单，但需要熟练的技术操作和经验。
在使用过程中需要注意安全，防止火灾和爆炸。