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铝物理性能

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2009-02-06 10:22:22
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    铝是银白色金属,熔点660.4℃,沸点2467℃,密度2.70克/厘米3,很轻,约为铁的1/4。它的硬度比较小,具有良好的延展性,可以拉成细丝,也可以辗压成铝箔,后者常用来包装糖果、香烟。它还有良好的导电导热性,电力工业上用它制造电线、电缆、日常生活中用它制造炊具。它可以跟镁、铜、锌、锡、锰、铬、锆、硅等元素形成多种合金,广泛用作制造飞机、汽车、船舶、日常生活用品的材料,也用于建筑业制造门窗。铝是热和光最好的反射体之一,它被用做绝热材料和用于制造反射望远镜中的反射镜。

    铝的化学性质铝是第三周期ⅢA族元素,最外层电子是3s23p1,容易失去,因此它是比较活泼的金属元素。它能跟非金属、酸和碱作用。常温下铝能跟空气中的氧起反应,生成一层致密的氧化膜,它可以阻止铝继续被氧化。高温下,铝可以跟空气中的氧剧烈反应,将铝粉或铝箔放在氧气中加热,则能发生燃烧,放出大量的热:

     4Al+3O2 2Al2O3+热

    铝还能跟卤素、硫等非金属起反应。铝是两性金属,既能跟酸,也能跟碱起反应。铝跟稀酸反应,放出氢气,跟热的、浓的氧化性酸反应,不放出氢气:

     2Al+6HCl 2AlC13+3H2

     2Al+6H2SO4(浓) Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O

    但是跟冷的、浓的氧化性酸如硝酸、硫酸不起作用,因为这些酸能使铝的表面钝化(生成致密的氧化膜)。根据这种性质,常用铝罐装运浓硫酸、浓硝酸。铝跟碱起反应,也放出氢气:

     2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2

    这个反应是由于铝的表面氧化膜(Al2O3)容易跟碱起反应而引起的:

     Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O

    由于铝的表面有一层致密的氧化膜,因此通常情况下铝不与水起作用。但是如果破坏掉氧化膜(如使它生成铝汞齐),则铝可以跟热水起作用,生成氢氧化铝,并放出氢气:

     2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2

    由于铝有强烈的亲氧性,冶金工业上用铝作还原剂来制取某些难以还原的金属:

     Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr

     3V2O5+10Al 5Al2O3+6V

    这种冶金方法叫做铝热法。利用反应生成大量的热将金属熔化,就可以把金属分离出来。铁路工程上用铝热法焊接铁轨:

     Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe

    炼钢时可以在熔融的钢水中投入铝块,以除去钢中的氧。还可以利用铝的亲氧性来制取高温金属陶瓷涂层,方法是将铝粉、石墨和二氧化钛(TiO2)或其它高熔点金属氧化物按一定比例混合均匀,涂在金属表面上,然后高温煅烧:

     4Al+3TiO2+3C 2Al2O3+3TiC

    这样留在金属表面的产物都是耐高温的物质。此法已应用于制造火箭、导弹的技术中。

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