铝的性质及用途
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铝是一种轻金属,化学符号为Al,原子序数:13。
铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素,其蕴藏量在金属中居第2位。
在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。
铝的性质及用途1.铝的性质工业上广泛使用的纯铝具有以下性质。
⑴熔点低熔点与纯度有关,99.996%的铝其熔点为660.37℃,99.97%的铝为659.8℃,熔炼、铸造、加工比较容易。
⑵密度小密度与温度和纯度有关,室温下纯度为99.996%铝的密度为2698.9kg/m3,而纯度为99.75%的铝的密度为2703kg/m3,约为铁的密度的35%,可制造轻结构,有“会飞金属”之称。
⑶可强化纯铝强度不高,冷加工硬化能使强度提高一倍以上,当然塑性变低。
可通过添加各种元素合金化(变成铝合金),使其强度提高,塑性下降不太大。
有的铝合金还可通过热处理进一步强化,其比强度可与优质合金钢媲美。
⑷塑性好,易加工可轧成薄板和箔,拉成管材和细丝,挤成各种型材,锻造成各种零件,可高速进行车、铣、镗、刨等机械加工,无低温脆性。
⑸抗腐蚀铝表面上极易生成致密而牢固的氧化铝(AL2O3)薄膜,而且被破坏后会立即生成,保护铝不被腐蚀。
因此,铝可在大气、普通水,多数酸和有机物中使用。
⑹导热、导电性好铝的导热、导电性仅次于金、银和铜。
室温下电工铝的等体积电导率可达62%IACS,若按单位质量导电能力计算,其导电能力为铜的2倍。
其热导率(0~100℃)为22.609W/(m·K),电阻率(20℃)为26.7nΩ·m,电阻温度系数为0.1(nΩ·m)·K-1 另外,还有无磁性、反射性强、有吸音性、耐核辐射和美观等特性。
2.铝的用途(消费结构)由于铝有很多独特的优点,因此用途广泛。
中国铝的消费量增加速度居世界首位(见图1),消费结构变化也大,建筑行业占30%左右,交通运输占约15%,机械行业占不到9%,包装(包括易拉罐)占约8.5%,电器与电力占不到8%等。
铝的物理性质和用途铝是银白色的轻金属,较软,密度2.7g/cm3,熔点660.4℃,沸点2467℃,铝和铝的合金具有许多优良的物理性质,得到了非常广泛的应用。
1铝对光的反射性能良好,反射紫外线比银还强,铝越纯,它的反射能力越好,常用真空镀铝膜的方法来制得高质量的反射镜。
真空镀铝膜和多晶硅薄膜结合,就成为便宜轻巧的太阳能电池材料。
铝粉能保持银白色的光泽,常用来制作涂料,俗称银粉。
2纯铝的导电性很好,仅次于银、铜,在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。
铝是热的良导体,在工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和民用炊具等。
3铝有良好的延展性,能够抽成细丝,轧制成各种铝制品,还可制成薄于0.01mm 的铝箔,广泛地用于包装香烟、糖果等。
4铝合金具有某些比纯铝更优良的性能,从而大大拓宽了铝的应用范围。
例如,纯铝较软,当铝中加入一定量的铜、镁、锰等金属,强度可以大大提高,几乎相当于钢材,且密度较小,不易锈蚀,广泛用于飞机、汽车、火车、船舶、人造卫星、火箭的制造。
当温度降到-196℃时,有的钢脆如玻璃,而有些铝合金的强度和韧性反而有所提高,所以是便宜而轻巧的低温材料,可用来贮存火箭燃料液氧和液氢。
2铝对人体的危害铝不是人体的必需元素,人体缺乏铝时,不会给人体带来什么损害,反之,铝盐能致人体中毒。
1.摄入过量的铝对骨骼有害。
铝能直接损害成骨细胞的活性,从而抑制骨的基质合成。
2.摄入过量的铝,能够对大脑造成损伤。
研究证实,脑组织对铝元素有亲和性,铝一旦进入人体,首先沉积在大脑内脑组织中的铝沉积过多,可使人记忆力减退、智力低下、行动迟钝、催人衰老。
如果随时间推移,铝在脑中逐渐积累,就会杀死神经原,使人的记忆力丧失。
近年来又发现老年痴呆症的出现也与平时过多摄入铝元素有关。
3.铝元素吸收多了,会积聚在肝、脾、肾等部位,当积聚量超过5~6倍时,就会对消化道吸收磷发生抑制作用,还会抑制胃蛋白酶的活性,妨碍人体的消化吸收功能。
铝单质总结引言铝单质,简称铝,是一种常见的金属元素,化学符号为Al,原子序数13。
铝具有低密度、良好的延展性、导电性和热传导性等特点,因此在各个领域得到广泛应用。
本文将对铝单质的性质、用途以及生产工艺进行总结。
性质物理性质•密度:铝的密度为2.7 g/cm³,属于轻金属,约为铁的1/3。
•熔点和沸点:铝的熔点为660°C,沸点为约2519°C。
•延展性:铝具有良好的延展性,可以制成各种形状的材料。
•导电性:铝是良好的导电体,热导率也较高。
化学性质•反应性:铝单质具有较强的反应性,容易与氧气等元素发生反应。
•腐蚀性:铝在常温下相对稳定,但容易受酸、碱等腐蚀。
•与其他元素的反应:铝与氧、硫、卤素等元素能够发生反应,形成相应的氧化物、硫化物或卤化物。
用途铝是一种广泛应用的金属,被用于许多领域,以下是一些常见的应用:1.建筑领域:铝材是建筑行业中常用的材料之一,用于制作门窗框架、铝合金幕墙、屋顶等结构。
2.汽车工业:铝具有较低的密度和良好的强度,被广泛应用于汽车制造中,能够减轻车身重量,提高燃油效率。
3.航空航天领域:铝合金是航空航天工业中常用的结构材料,用于制造飞机、火箭等器件。
4.包装行业:铝箔具有良好的保鲜性能和隔热性能,被广泛应用于食品、医药等包装领域。
5.电子行业:铝是良好的导电材料,被应用于电子设备中,如电线、散热片等。
生产工艺铝单质的生产主要包括矿石选矿、冶炼和精炼几个步骤:1.选矿:首先从铝矿石中提取铝的含量较高的矿石。
2.冶炼:将选矿得到的铝矿石进行冶炼,主要包括煤气化还原法、铝电解法等,通过还原和电解的过程将铝得到的还原为金属状态。
3.精炼:冶炼得到的铝经过精炼,去除杂质,提高纯度。
其中,铝电解法是一种常用的方法。
具体步骤如下:1.制备电解质:将铝矿石经过破碎、磨浆等处理得到氧化铝。
2.预处理:给氧化铝加入适量的草酸、铝酸等材料,加热反应生成可熔的混合物。
《高中化学铝的知识点全解析》铝,作为高中化学中的重要元素之一,在化学学习中占据着重要的地位。
它具有丰富的化学性质和广泛的应用,让我们一同深入探索铝的世界。
一、铝的物理性质铝是一种银白色的金属,具有良好的导电性、导热性和延展性。
它的密度较小,约为 2.7g/cm³,是一种轻金属。
铝的熔点相对较低,为660℃,沸点为2327℃。
在常温下,铝的表面会形成一层致密的氧化膜,保护内部的金属不被进一步氧化。
二、铝的化学性质1. 与非金属单质的反应(1)与氧气反应:在常温下,铝表面的氧化膜能阻止铝进一步与氧气反应。
但在点燃或加热的条件下,铝能与氧气剧烈反应,生成氧化铝。
4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃。
(2)与氯气反应:2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃,反应剧烈,产生白色的氯化铝固体。
2. 与酸的反应(1)与非氧化性酸反应:铝与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应,生成铝盐和氢气。
2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑。
(2)与氧化性酸反应:常温下,铝在浓硫酸、浓硝酸中会发生钝化现象,即在表面形成一层致密的氧化膜,阻止反应的进一步进行。
但在加热条件下,铝能与浓硫酸、浓硝酸反应。
3. 与碱的反应铝既能与酸反应,又能与碱反应。
2Al + 2NaOH + 2H₂O =2NaAlO₂ + 3H₂↑。
在这个反应中,铝先与水反应生成氢氧化铝和氢气,氢氧化铝再与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠。
4. 铝热反应铝粉和某些金属氧化物(如氧化铁、四氧化三铁等)在高温下发生剧烈反应,生成氧化铝和相应的金属单质,同时放出大量的热。
例如:2Al + Fe₂O₃ = Al₂O₃ + 2Fe。
铝热反应可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属等。
三、铝的化合物1. 氧化铝(Al₂O₃)(1)物理性质:白色固体,难溶于水,熔点高,是一种良好的耐火材料。
(2)化学性质:①两性氧化物:既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水。
Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O,Al₂O₃ + 2NaOH =2NaAlO₂ + H₂O。
铝及其化合物知识点总结铝是一种轻巧、耐腐蚀、可回收的金属,具有广泛的应用。
本文将总结关于铝及其化合物的一些基本知识点。
1.铝的性质和用途:铝是一种银白色的轻金属,具有良好的导热性和导电性。
它的密度相对较低,比重约为2.7g/cm³。
铝在空气中不易被氧化,因为铝表面会生成一层致密的氧化铝膜,能够有效地防止进一步的氧化。
这使得铝具有优异的耐腐蚀性。
铝广泛应用于航空航天、运输、建筑、包装等领域,如飞机、汽车、建筑材料、饮料罐等。
2.铝和氧化铝:铝能与氧反应生成氧化铝(Al2O3)。
氧化铝是一种重要的陶瓷材料,具有高硬度、高熔点和良好的绝缘性能。
氧化铝常用于制作耐火材料、研磨材料、电子元件等。
3.铝的产出:铝是地壳中丰富的金属之一,其含量约为8%。
然而,铝在自然界中主要以氧化铝的形式存在,因此需要经过冶炼过程提取铝金属。
常用的铝冶炼方法包括电解法(Hall-Héroult法)和金属热还原法。
电解法是目前主要的铝生产方法,它利用电解质熔体(如氟化铝)将氧化铝还原成铝金属。
4.铝的合金:铝可以与其他金属形成合金,以提高其性能。
最常见的铝合金是铝和铜、锌、镁、硅等元素的合金。
铝合金具有较高的强度、硬度和耐腐蚀性,并且在制造飞机、汽车、船舶等领域广泛应用。
5.铝化合物:除了氧化铝,铝还可以形成多种化合物。
一些常见的铝化合物包括氯化铝(AlCl3)、硫酸铝(Al2(SO4)3)和碳酸铝(Al2(CO3)3)。
氯化铝是一种重要的催化剂,广泛应用于有机合成反应中。
硫酸铝广泛用于水处理、纸浆和皮革工业中的凝结剂。
碳酸铝是一种重要的无机盐,常用于制备其他铝化合物或作为中和剂和酸性土壤改良剂。
总之,铝是一种重要的金属材料,具有许多优良的性能和广泛的用途。
铝及其化合物在工业和日常生活中扮演着重要的角色。