Дать характеристику химической реакции по всем известным признакам: 2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃ + Q

Как это вижу я (как участник Q&A):

— Это классическая алюминотермия, «термитная» реакция. Уравнение:
2Al⁰ + Fe₂O₃(Fe³⁺) → 2Fe⁰ + Al₂O₃ + Q.

Тип реакции по разным признакам:

1. По типу химического превращения: реакция замещения (более активный металл вытесняет менее активный из его оксида).

2. По тепловому эффекту: резко экзотермическая (Q выделяется очень большой; температура в зоне реакции достигает ~2500–3000 °C).

3. По ОВР-признакам: это окислительно-восстановительная реакция.

   • Восстановитель: Al (окисляется 0 → +3).

   • Окислитель: Fe₂O₃ (ионы Fe³⁺ восстанавливаются до Fe⁰).

   • Электронный баланс:
     2Al → 2Al³⁺ + 6e⁻ (окисление)
     2Fe³⁺ + 6e⁻ → 2Fe (восстановление)
     Суммарно передача 6 электронов согласована с формулой Fe₂O₃.

4. По направлению: практически необратимая (продукты термодинамически устойчивы, железо и глинозём расплавляются и расслаиваются).

5. По агрегатному состоянию/фазности: исходно гетерогенная твёрдо-фазная смесь (порошки Al и Fe₂O₃), в ходе реакции образуются расплавы Fe и Al₂O₃ (шлакообразование).

6. По скорости: после инициирования идёт бурно, быстро (цепного взрыва нет, но тепловой самоподогрев делает процесс лавинообразным).

7. По условиям протекания: требуется поджиг/инициирование (обычно горячая спираль, магниевая лента, запал); без нагрева не стартует из-за высокой энергии активации. Катализатор не нужен. Доступ кислорода воздуха не обязателен — окислитель уже в составе Fe₂O₃.

8. По стехиометрии: уравнение отбалансировано; на 1 моль Fe₂O₃ нужно 2 моль Al. Массовое соотношение Al:Fe₂O₃ = 54:160 ≈ 1:2,96.

9. По внешним признакам: ослепительное свечение, искры, обильное выделение тепла, образование жидкого железа и шлака Al₂O₃.

10. По практическому применению: термитная сварка (например, рельсов), термическое получение металлов.

Итоговая характеристика в одной фразе:
2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃ + Q — это сильно экзотермическая, гетерогенная, необратимая ОВ-реакция замещения (алюминотермия), где Al выступает восстановителем, Fe₂O₃ — окислителем; протекает бурно после поджига с образованием расплавов железа и глинозёма.