铝的性质
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铝的知识点总结高中1. 铝的发现历史铝的发现可以追溯到1812年,一位丹麦化学家汉斯·克里斯蒂安·厄歇德发现了铝。
当时,铝是一种非常昂贵的金属,被认为比黄金更宝贵。
直到1886年,法国化学家查尔斯·马丁和美国发明家保罗·赫鲁输的使用了电解法成功地生产出了纯铝,才使铝的生产成为可能。
2. 铝的物理性质铝是一种银白色、柔软、轻质、有延展性和导热性的金属。
它的熔点为660.37°C,沸点为2467°C,密度为2.7g/cm³。
铝具有良好的导电性和导热性,是一种很好的热传导材料。
3. 铝的化学性质铝是一种活泼的金属,能与氧、氮、硫等元素直接发生化学反应。
在空气中,铝会形成一层致密的氧化膜,保护其不被进一步氧化。
此外,铝还能与酸、碱等发生化学反应。
铝的氧化物具有很强的还原性,可以被还原为金属铝。
4. 铝的结晶结构铝的晶体结构为面心立方结构,每个原子都与其周围的12个原子相邻。
这种结构使得铝具有良好的延展性和强度,能够用于制造一系列的形状复杂的产品。
5. 铝的生产工艺工业上通常通过两种主要方法来生产铝:铝的电解法和铝的熔炼法。
铝的电解法是指将氧化铝溶解在氟化铝熔剂中,经电解制取纯铝。
而铝的熔炼法是指将氧化铝和还原剂(如木炭)一起放入电炉中进行还原反应制得铝金属。
6. 铝的应用铝是一种非常重要的金属,广泛应用于工业和日常生活中。
在建筑领域,铝被用于制造门窗、天花板、墙板等建筑材料。
在汽车制造领域,铝被用于制造车身、发动机零部件等。
在食品包装领域,铝被用于制造易拉罐、食品包装盒等。
此外,铝还被用于制造航空器、火箭、铁路车辆等。
7. 铝合金铝合金是指将铝与其他金属元素合金化得到的材料。
铝合金具有较高的强度、良好的耐腐蚀性和良好的导热性,因而被广泛用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
常见的铝合金包括铝硅合金、铝镁合金、铝铜合金等。
8. 铝的环境影响铝的生产和使用在一定程度上会对环境产生影响。
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。
铝及其氧化物的化学与物理性质铝是一种重要的金属元素,具有许多独特的化学和物理性质。
铝的
氧化物也具有独特的性质,本文将探讨铝及其氧化物的化学与物理性质。
1. 铝的化学性质
铝是一种化学性质活泼的金属,具有很强的还原性。
它可以和很多
元素发生反应,例如氧、硅、氮等。
铝和氧的反应是最为常见的,当
铝暴露在空气中时会生成一层氧化铝的保护膜。
这层氧化铝薄而致密,能够有效防止铝继续氧化,保护了铝的表面。
2. 铝的物理性质
铝是一种轻便、坚固的金属,密度较小,但具有较高的强度。
这使
得铝成为制造飞机、汽车等产品的理想材料。
铝具有良好的导电性和
导热性,因此也被广泛用于制造电线、散热器等产品。
3. 氧化铝的化学性质
氧化铝是一种无机化合物,化学性质稳定。
它可以与酸、碱发生反应,但通常是惰性的,不容易与其他物质发生化学变化。
氧化铝的晶
体结构稳定,硬度较高,对外部环境有很好的耐腐蚀性。
4. 氧化铝的物理性质
氧化铝是一种白色、无定形的粉末状固体。
它有很好的隔热性和绝缘性能,常用于制造耐火材料、陶瓷等产品。
氧化铝的熔点较高,能够在高温环境下保持稳定性。
总结
铝及其氧化物具有独特的化学和物理性质,广泛应用于工业生产和科学研究中。
了解铝和氧化铝的性质,有助于我们更好地利用这些材料,推动科技进步和社会发展。
希望本文对读者有所启发,增进对铝及其氧化物性质的了解。
铝的物理性质和化学性质铝制品是我们生活中经常用到的金属物品,铝这种物质一般为银白色且具有延展性。
那么铝的物理性质和化学性质有哪些呢?。
今天小编在这给大家整理了铝的物理性质和化学性质,接下来随着小编一起来看看吧!铝的化学性质铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃(1埃=0.1纳米)的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈相应的金属;铝是两性的,极易溶于强碱,也能溶于稀酸。
与酸反应2Al +6HCl ==== 2AlCl3+ 3H2↑2Al + 3H2SO4(稀)==== Al2(SO4)3+ 3H2↑Al+6HNO3(浓)=Δ=Al(NO3)3+ 3NO2↑+3H2OAl + 4HNO3(稀)==== Al(NO3)3+ NO↑+ 2H2O8Al + 30HNO3(较稀)====8Al(NO3)3+ 3N2O↑+ 15H2O8Al+30HNO3(稀)=8Al(NO3)3+3NH4NO3+9H2O6CH3COOH+2Al=2(CH3COO)3Al+3H?↑与碱反应2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑(也有文献写为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑)与非金属反应4Al+3O2====2Al2O3(点燃)2Al+3Cl2====2AlCl3 (点燃)2Al+3S====Al2S3 (加热)铝热反应2Al + Fe2O3==点燃== Al2O3+2Fe(铝热反应)8Al + 3Fe3O4==高温== 4Al2O3+9Fe与水反应根据铝的还原性可推断铝可以与水反应,但实验发现,铝与沸水几乎没有反应现象,不过铝在加热条件下就可以与水蒸汽发生明显反应,但反应一开始就与水中的氧气生成致密氧化膜阻止反应进一步进行。
铝的物理性质铝为银白色轻金属。
有延展性。
商品常制成柱状、棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。
在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。
高一化学必修一铝知识点归纳总结铝是我们日常生活中常见的金属元素之一,具有广泛的应用领域。
在学习化学的过程中,了解铝的性质和应用是必不可少的。
下面对高一化学必修一中与铝相关的知识点进行归纳总结。
1. 铝的基本性质铝是一种轻质、无机金属,密度小,具有良好的导电性和导热性。
它的熔点较低,约为660℃,比较易于加工成不同形状的制品。
铝具有良好的耐腐蚀性,可以在空气中形成致密的氧化铝膜,保护铝本身不被进一步氧化。
此外,铝还具有反射光线、抗紫外线等特性。
2. 铝的制取方法铝的主要制取方法有电解法和热还原法。
电解法将铝矾土经过浸出、纯化、电积等步骤得到铝金属。
热还原法主要是利用铝矾土与焦碳反应,将铝矾土中的铝氧化物还原为铝金属。
3. 铝的氧化性与还原性铝是一种较活泼的金属,在化学反应中具有较强的氧化性。
铝可以与氧气发生反应生成氧化铝,并释放出大量的热量。
例如,铝粉与火焰中的氧气反应会发生剧烈的燃烧,产生明亮的火花。
4. 铝的应用领域铝具有广泛的应用领域,以下是其主要的应用方面:- 化工:用于制造硫酸铝、铝化学药品等;- 建筑:用于制造轻质、耐腐蚀的铝合金门窗、铝合金框架等;- 交通:用于制造汽车、飞机等交通工具的零部件;- 包装:用于制造易拉罐、食品包装等;- 电子:用于制造电子产品的外壳、散热器等;- 航空航天:用于制造火箭、航天器等。
5. 铝与环境问题铝在大自然界中广泛存在,但过度释放铝离子会对生态环境产生一定的影响。
铝离子对水生生物具有一定的毒性,过度排放铝离子可能导致水体富营养化,损害水生生物的生存和繁殖。
因此,在铝的生产和应用过程中需要注意环保问题,减少对环境的污染。
以上就是高一化学必修一中与铝相关的知识点的归纳总结。
通过对这些知识点的掌握,可以更加深入地了解铝的性质和应用,为我们日常生活和学习提供更多的参考和指导。
铝化学性质铝是工业历史上最有价值的金属之一,具有丰富的优点和应用价值,从短刀钝器、酒杯到坐椅、铝门窗、护栏、电线、电气箱,被广泛应用于日常用品、家庭装修、建筑建设、航空航天等领域。
铝及其衍生物的化学性质也非常多,其中最重要的是腐蚀性、机械性能、电化学性能、热学性能、形变性能等。
1.铝的腐蚀性铝本身具有很强的耐腐蚀性,其能够抵抗大多数腐蚀性介质,如酸类、碱类、溶液、气体等。
但是,若其在一定的条件下,例如温度、湿度、pH值等,接触空气中的氧分子,则会形成薄而可见的氧化膜,使其具有很强的耐腐蚀性。
2.铝的机械性能铝本身具有良好的机械性能,其韧性和硬度适中,但在高温下会变软。
此外,铝具有良好的延展性和抗拉性,能够显示出良好的延展量。
这意味着铝可以很好地适应形变以及机械应力,从而得到良好的加工性和表面硬度。
3.铝的电化学性能铝与空气或者水溶液中的离子之间形成具有一定电势的氧化还原反应,这种反应可以分解成电流和电位两个部分,可以使铝表面形成一层厚而均匀的氧化膜,从而具有良好的耐腐蚀性。
此外,铝电化学性质也有助于其与其他金属(如铜、钢、铬)的接合性提高。
4.铝的热学性能铝的热学性能也很好,它的热导率非常低,热导率只有铜的1/4,因此具有良好的热隔离性。
铝具有良好的热变形性和热膨胀性,热变形温度非常低,比一般金属低很多,这使得铝可以在较低的温度条件下使用。
5.铝的形变性能铝的形变性能也很好,具有抗拉性和延展性,弹性模量也非常大。
这使得铝在机械构件上有良好的抗拉性和弹性,这对于构件在复杂的环境中的运动有着重要的意义。
以上就是铝化学性质的相关知识,铝的化学性质使它有着广泛的应用,从而为当今世界带来了重大的改变。
因此,我们应该加强对铝化学性质的研究,争取更多科学研究成果,努力发挥它的优势,使更多的行业和领域受益。
铝的性质
一、教学目标
1、知识与技能
①了解铝的物理性质和用途;
②理解铝的化学性质并能运用它解释一些实际问题;
2 、过程与方法
①学习以实验为基础的实验探究方法;
②通过铝与稀盐酸、氢氧化钠溶液、浓硝酸和浓硫酸反应的现象的探讨,了解对比这一重要科学方法在学习过程中的应用。
③在探究铝的化学性质的过程中进一步领会“研究物质化学性质的基本方法和程序”,培养学生从实际出发,由表及里,以严密的逻辑推理得出结论的思维方法。
3 、情感、态度和价值观
①通过学习化学对社会在物质材料方面的贡献,体会化学学科的重要性,增强对化学学习的热爱。
②在实验的探究学习中,逐步形成严谨、求实的科学态度。
培养主动参与交流、团队合作的精神。
二、教材分析
本节内容安排在苏教版化学1在专题三第一单元的第三部分,主要学习金属铝的有关性质。
《学科教学指导意见》要求通过实验探索,理解铝的重要性质,如与酸、碱反应,钝化现象等,从中感知实验研究化学物质的一般方法,形成分析推理、综合归纳的能力。
三、学生分析
学习本节内容前,同学们已经知晓了一部分活泼金属如钠、镁的性质,对学习金属的一般方法有了大致的了解,对本节课的学习,学生有了知识层面和方法层面上的预备。
通过本节课对铝的性质的学习,可以帮助学生构建活泼金属的典型性质的知识结构;通过本节课对铝的性质的学习不仅能使学生了解钠、镁和铝的金属活动性的差异,还能为以后学习元素周期律的知识建立基础。
四、设计思路
本节课的教学紧扣学生在日常生活中可以感受到的问题展开,如以铝的应用视频引入、实验探究食品对铝制容器的腐蚀、铝热反应在生产生活中的应用等。
通过精心设计的师生互动实验来突破铝的钝化、铝的两性等教学的重难点,让学生通过实验现象的观察和分析来总结归纳铝的特殊性,解决生活中遇到的问题。
五、教学过程:新课引入
【PPT图片】
1.展示各种生活中的铝合金制品,告诉学生铝是一种能为人类提供多方面重要用途的材料
2.展示压力锅使用说明书:
压力锅的保养:使用压力锅后,应将食物及时取出。
每次使用后应及时清洗擦干,以免残留的食物尤其是酸碱性物质腐蚀锅体。
清洗压力锅宜用热清水或热清水加清洁剂,不要用钢丝等磨损性大的东西擦洗。
【问题】从以上说明书的内容你能获取哪些信息?
请设计实验证明你的推测。
【回答】:铝可能会与酸、碱等物质发生反应。
设计实验:(1)铝与盐酸或硫酸反应
(2)铝与氢氧化钠溶液反应
【学生分组实验】实验探究一:
第一组[实验1]将一小块已用砂纸打磨过的铝片放入一支洁净的试管中,向试管加入3ml的稀盐酸溶液,观察现象。
第二组[实验2]将一小块已用砂纸打磨过的铝片放入一支洁净的试管中,向试管加入3ml的4mol/L 的氢氧化钠溶液,观察现象。
【问题】你观察到什么现象?产生的气泡你认为是什么气体,如何验证?
【学生回答】都有大量气泡产生,通过分析,只可能是氢气,收集一试管移近酒精灯火焰,看是否能够有爆鸣声验证。
【教师演示】验证该气体为氢气。
【提问】从该实验现象你可得出什么结论?
【学生总结】铝能与盐酸剧烈反应,有较强的金属性;铝又能与碱剧烈反应,生成氢气,说明铝具有一定的非金属性。
【教师总结】由于铝能既能与酸、又能与碱反应,因此铝制品使用时要尽量避免长时间盛放酸碱性物质,以免被腐蚀。
【板书】:
1.与盐酸反应:2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑
2Al+6H+====2Al3++3H2↑
2.与氢氧化钠溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑
【PPT展示】铁门铁窗:锈迹斑斑,锈蚀严重,表皮脱落,裸露出来的内层铁也被腐蚀了。
铝合金门窗:表面平整光滑,无生锈腐蚀现象
【提问】:根据铝在金属活动性顺序表中的位置,铝应为较活泼金属,活动性强于铁,那为什么铁生锈被腐蚀了而铝却没有被腐蚀呢?铝难道不能被空气中的氧气氧化?
【学生激烈讨论】
【引导】刚才的实验中用砂纸打磨铝条表面,看打磨前后铝条表面的颜色是否会有变化。
【师生交流】:刚打磨后,铝条表面呈现的是铝的银白色,后来,表面发暗,颜色的变化说明了在打磨前后铝条表面的物质是不同的,说明铝条表面生成了其他的物质。
【总结】:铝被空气中的氧气氧化后,表面生成的物质反而是一层屏障,是一层保护膜,阻止了内部的铝进一步被氧气氧化,所以,表面生成的物质一定是一层致密的氧化膜。
所以,清洗压力锅宜用热清水或热清水加清洁剂,不要用钢丝等磨损性大的东西擦洗。
【板书】:
3.与氧气反应:4Al+3O2====2Al2O3
【PPT展示】企业生产中储存、运输浓硫酸或浓硝酸用铝槽车。
【设疑】铝可以跟酸反应,为何又能盛放浓硫酸呢?
【学生分组实验】实验探究二:
第一组:[实验3]将几块已用砂纸打磨过的铝片分别放入四支洁净的试管中,向试管中分别加入浓硝酸、浓硫酸、6mol/L 的浓盐酸3ml,观察现象。
【观察的现象】①铝在浓盐酸中比在稀盐酸中反应快得多。
②铝在浓硫酸、浓硝酸中基本看不到现象。
【解释】铝遇到冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化,表面形成致密的氧化物,使铝不再继续反应。
铝的这种性质使铝有了特殊的应用:铝制的容器或铝槽车可用来贮运浓硫酸或浓硝酸
【板书】:
4.铝遇到冷的浓硝酸、浓硫酸会发生“钝化”。
[疑难辨析]①为何要用冷的浓硫酸或浓硝酸?
②铝在热的浓硫酸或浓硝酸中也会“钝化”吗?
【学生与教师讨论交流】铝只有在冷的浓硫酸或浓硝酸中才能发生“钝化”,铝在热的酸溶液中只要酸足量,铝就能一直反应下去。
(学生书写铝与稀硫酸或稀硝酸、浓硝酸的反应方程式)【教师演示】:铝热反应
【引导】认真观察实验现象。
【问题】你能根据已有知识分析反应的产物吗?如何验证产物?
【学生回答】实验现象:
⑴剧烈反应,发出耀眼的光芒。
⑵放出大量的热。
⑶有熔融物落入沙中。
【讲述】有熔融物生成,说明该反应是放热反应;生成物能被磁吸引,说明有铁生成。
反应的化学方程式为:2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3
铝热剂:铝和某些铁氧化物的混合物
【教师活动】请看一段录像资料:焊接钢轨。
请大家边看边想,焊接钢轨所用原材料是什么?利用了什么反应原理?
【学生活动】边看边想。
陈述:焊接钢轨所用原材料是铝和铁的氧化物,利用了铝的还原性。
【教师总结】反应中用到的铝热剂,是铝粉和某些金属氧化物(氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁、五氧化二钒、三氧化二铬、二氧化锰等)组成的混合物。
在该反应中,镁条和氯酸钾是引燃剂,镁条在空气中可以燃烧,氧气是氧化剂。
但插入混合物中的部分镁条燃烧时,氯酸钾则是氧化剂,以保证镁条的继续燃烧,同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。
由于该反应放出大量的热,只要反应已经引发就可剧烈进行,放出的热使生成的铁熔化为液态。
铝热反应的原理可用于生产上,如焊接钢轨;也可以用于冶金工业,用来冶炼难熔金属。
【板书】:
5.铝热反应:2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3
【课堂练习】
1、铝在人体中积累可使人慢性中毒,1989年世界卫生组织正式将铝确定为食品污染源之一而加以控制。
铝及其化合物在下列场合的使用须加以控制的是()
①制铝锭②制易拉罐③制电线、电缆④制包糖果用的铝箔
⑤用明矾净水⑥制炊具⑦用明矾和苏打作食物膨化剂⑧用氢氧化铝制胃药⑨制防锈油漆
A.①②④⑤⑥⑦⑧
B.②⑤⑥⑦⑧
C.②④⑤⑥⑦⑧
D.③④⑤⑥⑦⑧下列2.各对物质中不能产生氢气的是( )
A.Zn + HCl
B. Al + HNO3(浓常温)
C.Al + NaOH溶液
D. Na + H2O
3、常温下可以盛放在铝制容器中的溶液是()
A.烧碱溶液B.稀盐酸
C.浓硫酸D.氯化铜溶液
4.在铝热反应中的铝粉的作用是()
A、催化剂
B、氧化剂
C、还原剂
D、熔剂
六、板书设计:
1.与盐酸反应:2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑
2Al+6H+====2Al3++3H2↑
2.与氢氧化钠溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑
3.与氧气反应:4Al+3O2====2Al2O3
4.铝遇到冷的浓硝酸、浓硫酸会发生“钝化”。
5.铝热反应:2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3
七、作业设计
1、课后习题
2、自编试题。