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F. 什麼是鋁熱劑及鋁熱
鋁熱劑是把鋁粉和氧化鐵粉末按一定比例配成的混合物,當用引燃劑點燃,反應猛烈進行,得到氧化鋁和單質鐵並放出大量的熱,溫度可到3000℃,能使生成的鐵熔化.
這個反應叫做鋁熱反應,反應生成Al2O3和Fe.
鋁熱反應原理可以應用在生產上,例如焊接鋼軌等.用某些金屬氧化物（如V2O5、Cr2O3、MnO2等）代替氧化鐵,也可以做鋁熱劑.當鋁粉跟這些金屬氧化物反應時,產生足夠的熱量,使被還原的金屬在較高溫度下呈熔融狀態,跟形成的熔渣分離開來,從而獲得較純的金屬*.在工業上常用這種方法冶煉難熔的金屬,如釩、鉻、錳等.
目前國外的固體火箭燃料也是使用鋁熱反應原理.
教材上對鋁熱劑的敘述有兩處,其一是說「通常把鋁粉和氧化鐵的混合物叫鋁熱劑.」其二是講「用某些金屬氧化物(如V2O5,Cr2O3,MnO2等)代替氧化鐵也可以做鋁熱劑.」這就是說明作為鋁熱劑重要組成的金屬氧化物,並非泛指所有金屬氧化物,而是有—定范圍的,即指那些難熔的金屬氧化物.而這些難熔的金屬氧化物和混合物中的鋁反應時放出大量熱,也是構成鋁熱反應的一個重要條件.
有些金屬氧化物,或不能與鋁反應,或放出的熱不多,均不能做鋁熱劑使用.
鋁熱劑除了焊軌、冶煉難熔金屬以外,在軍事上亡也有廣泛的應用,例如在炮彈頭—咀裝進鋁熱劑成分,可極大地提高殺傷力.在前蘇聯科學家編寫的《火箭炮》一書中,談到火箭炮彈頭裝葯就有鋁熱劑的成分.
在中國人民革命軍事博物館里,展品中就有美軍的鋼盔、卡賓槍、被燒熔在一起,除了火箭彈以外,其它炸彈沒有如此大的能量.
綜上所述,只有滿足上面條件的一些氧化物與鋁粉組成混合物方可稱為鋁熱劑.
【鋁熱劑製作】
鋁熱劑反應製作方法具體如下：（1）鋁熱劑的配製：5克的鋁粉（氧化的鋁粉不能用）和15克三氧化二鐵或四氧化三鐵,放在潔凈的紙上混合.（2）引燃劑的配製：4克過氧化鋇、1克氯酸鉀和1克鋁粉混合.（3）裝配鋁熱劑的實驗裝置：將一塊磚頭放在地上,把一個內徑約2.5厘米、高約4厘米的黃銅或鐵的圓筒豎放在磚塊上,圓筒內襯一層紙圈,然後加入鋁熱劑.在上面蓋一薄層棉花,用研體的杵將鋁熱劑壓結實.拿出棉花,在鋁熱劑面上用細玻璃棒戳一個凹處,往裡面加入引燃劑.把上面用過的棉花,拌上少量氯酸鉀粉末,捏成小團,壓在鋁熱劑和引燃劑的上面（可用滴管在棉花上滴幾滴酒精助燃,但不可多）.點燃棉花團,不久,引燃劑和鋁熱劑相續燃燒,即見圓筒上口有耀眼的火花噴出,反應很激烈.當反應停止後,用坩堝鉗把黃銅管提起,看到磚頭上留著一團熾熱的鐵塊.
【鋁熱劑引燃方法】
1、Mg條
鋁熱反應的裝置中鋁熱劑在最下面,上面鋪層氯酸鉀,中間插根鎂條.反應時先點燃鎂條,高溫使氯酸鉀分解產生氧氣,這樣又促進鎂條燃燒.鎂條燃燒產生大量熱,因為鋁熱反應需高溫條件,這樣反應就得以進行.
2、濃硫酸
人教社出版的高級中學課本（必修）第二冊第23頁犤實驗2－2犦是用鎂條直接點燃紙漏斗內的鋁熱劑.由於鎂條是由上往下燃,啟動反應的成功率不高.若改用人教社出版的高級中學化學第二冊（必修）教參第35頁介紹的點燃方法：0．5g白糖和0．5gKClO3混勻,堆放在鋁熱劑上,向此混合物上滴1～2滴濃H2SO4,引燃的成功率較高,但濃H2SO4的用量不是1～2滴,而是6～8滴,更何況濃H2SO4具有強烈的腐蝕性,會引起師生的恐懼心態,難以達到預期的目的.故,以供同行參考.化鐵、氯酸鉀、紅磷、鎂條、濾紙、鐵、鐵架台（附鐵圈）、酒精燈、火兩張圓形濾紙分別疊成漏斗狀,套有四層.把氧化鐵和鋁粉按質量好後混合均勻,稱2g放在紙漏斗用水浸濕,混合物上面壓一小坑,酸鉀,上面蓋紅磷,在中間插入一根炮竹引線（約10cm長）,如圖1所示安放完畢,點燃炮竹引線,即可引燃鋁熱劑.落入河沙中的鐵冷卻後用磁鐵吸引出.方法2：裝置葯品和操作基本同上,只是不用氯酸鉀、紅磷和炮竹引線,改用坩堝鉗夾著鎂條在酒精燈上點燃後直接點燃紙漏斗內的鋁熱劑,即可啟動反應.方法3：裝置、葯品和操作基本同方法1,只是不用氯酸鉀、引線和鎂條,而在壓成小坑的鉛熱劑上放一小粒紅磷...
【應用】
1、置換金屬
2、焊接金屬
3、軍事上可以製作鋁熱彈等強殺傷性武器
4、燃料