鋁的性質(zhì)的研究

鋁的性質(zhì)的研究2024/3/23第1頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

目錄

一.鋁的基本信息二.鋁的發(fā)現(xiàn)三.鋁的制取方法的改變四.鋁及其合金的物理性質(zhì)五.鋁的化學(xué)性質(zhì)六.鋁及其合金的用途第2頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.鋁的基本信息1.元素名稱(chēng):鋁2.元素符號(hào):Al3.元素類(lèi)型:金屬4.元素原子量（相對(duì)原子質(zhì)量）:26.985.原子序數(shù):136.核內(nèi)質(zhì)子數(shù):137.核外電子數(shù):138.核電核數(shù):139.所屬周期:310.所屬族數(shù):IIIA11.元素周期表所在位置:第三周期第IIIA族12.摩爾質(zhì)量:27g/mol13.在自然界中的存在形式:鋁以化合態(tài)的形式存在于各種巖石或礦石里，如長(zhǎng)石、云母、鋁土礦等14.鋁在地殼中的含量相高,僅次于硅和氧而居第三位15.最高價(jià)氧化物:Al2O3(氧化鋁，也作三氧化二鋁)16.化合價(jià):(1)最高正價(jià):+3價(jià)（由其最外層有3電子決定）；

(2)最低價(jià):0（金屬無(wú)負(fù)價(jià)，金屬單質(zhì)均為0價(jià)）17.原子半徑:1.82第3頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.鋁的發(fā)現(xiàn)與制取在眾多的金屬當(dāng)中，人們是如何發(fā)現(xiàn)鋁的？1.燃素學(xué)說(shuō)的創(chuàng)立者施塔爾最早發(fā)現(xiàn)明礬（KAl(SO4)2?12H2O）里含有一種與普通金屬不同的物質(zhì)。2.1824年丹麥科學(xué)家厄斯泰德最先制得鋁的單質(zhì)。他將氧化鋁與木炭的混合物加強(qiáng)熱至白熾狀態(tài)，再通入氯氣，得到液態(tài)的氯化鋁，然后同鉀汞齊作用制成鋁汞齊，最后隔絕空氣蒸餾除去汞，得到一些灰色金屬粉末。它的顏色和光澤看起來(lái)像錫，后來(lái)證明他得到的是一些不純凈的鋁。由于他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表在丹麥一個(gè)不著名的刊物上，沒(méi)有引起科學(xué)界的重視。第4頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三.鋁的制取方法的改變?nèi)藗儗?duì)鋁的制取方法仍在研究，他們有了重大突破。1.韋勒改進(jìn)鋁單質(zhì)的制取方法。他用熱的碳酸鉀（K2CO3）溶液與沸騰的明礬溶液（KAl(SO4)2?12H2O）作用，用現(xiàn)在離子方程式表示該反應(yīng)為：3CO32-+2Al3++3H2O==2Al(OH)3↓+3CO2↑，將所得到的氫氧化鋁（Al(OH)3），經(jīng)過(guò)洗滌和干燥以后，與木炭、糖、油等混合，調(diào)成糊狀，然后放在密閉的坩堝中加熱，得到了氧化鋁(Al2O3)和木炭的燒結(jié)物,將這些燒結(jié)物加熱到紅熱的程度，通入干燥的氯氣(Cl2)，就得到了無(wú)水氯化鋁（AlCl3）,并用坩堝蓋將反應(yīng)物蓋住。對(duì)坩堝加熱以后，很快就達(dá)到白熱的程度。當(dāng)認(rèn)為反應(yīng)已經(jīng)完成，停止加熱，待坩堝冷卻后投進(jìn)水中，發(fā)現(xiàn)坩堝中的混合物并不與水發(fā)生反應(yīng)，水溶液也不顯堿性。這說(shuō)明金屬鉀(K)已反應(yīng)完全，剩余的銀灰色粉末就是金屬鋁(Al)（注：在當(dāng)時(shí)，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了金屬鉀，鉀會(huì)與水劇烈反應(yīng)，得到堿性液體,主要成分為KOH）。2.1854年，法國(guó)化學(xué)家改進(jìn)韋勒的方法，用鈉（Na）做還原劑，成功地制得成塊的金屬鋁，但因當(dāng)時(shí)鈉的制取成本高，純鈉較貴，并未得到推廣第5頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.現(xiàn)代鋁的制?。娊馊廴谘趸X）。①溶解:將鋁土礦溶于NaOH溶液Al2O3+2NaOH2Na[Al(OH)4](也作2NaAlO2+H2O)②過(guò)濾:除去殘?jiān)趸F、硅鋁酸鈉等③酸化:向?yàn)V液中通入過(guò)量CO2.NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3④過(guò)濾、灼燒2Al(OH)3Al2O3+3H2O⑤電解:2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑加熱通電冰晶石三.鋁的制取方法的改變第6頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四.鋁及其合金物理性質(zhì)性質(zhì)決定用途，從下面的物理性質(zhì)中你可以得出鋁怎樣的用途？1.鋁是銀白色輕金屬，較軟，密度2.702g/cm3，熔點(diǎn)660.37℃，沸點(diǎn)2467℃。2.鋁對(duì)光的反射性能良好，反射紫外線比銀還強(qiáng)，鋁越純，它的反射能力越好3.純鋁的導(dǎo)電性很好，僅次于銀、銅。4.鋁有良好的延展性，能夠抽成細(xì)絲，軋制成各種鋁制品。5.鋁有良好的導(dǎo)熱性。6.純鋁較軟，當(dāng)鋁中加入一定量的銅、鎂、錳等金屬，強(qiáng)度可以大大提高，幾乎相當(dāng)于鋼材，且密度較小，不易銹蝕。7.當(dāng)溫度降到-196℃時(shí)，有的鋼脆如玻璃，而有些鋁合金的強(qiáng)度和韌性反而有所提高，是便宜而輕巧的低溫材料。第7頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.鋁的化學(xué)性質(zhì)從鋁的化學(xué)性質(zhì)中，你又可以得出鋁怎樣的用途？1.和氧氣反應(yīng):4Al+3O22Al2O33.和較不活潑金屬氧化物反應(yīng)（鋁熱反應(yīng)）:3Fe3O4+8Al==9Fe+4Al2O34.和鹽溶液反應(yīng):2Al+3CuCl22AlCl3+3Cu5.和酸反應(yīng)：(1)鹽酸和稀硫酸可跟鋁發(fā)生置換反應(yīng):2Al+6HCl==AlCl3+3H2↑；2Al+3H2SO4(稀)Al2(SO4)3+3H2↑(2)在常溫下濃硫酸和濃硝酸可使鋁鈍化6.和強(qiáng)堿溶液反應(yīng):2Al+2H2O+2NaOH3H2↑+2NaAlO2(鋁在金屬中最特別的性質(zhì)，鋁是兩性金屬)第8頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.Al2O3與酸反應(yīng):Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O8.Al2O3與強(qiáng)堿反應(yīng):Al2O3+2NaOH2Na[Al(OH)4](也作2NaAlO2+H2O)(Al2O3是兩性氧化物)9.Al(OH)3與酸反應(yīng):Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O10.Al(OH)3與強(qiáng)堿反應(yīng):Al(OH)3+NaOH2Na[Al(OH)4](2NaAlO2+H2O)(Al(OH)3是兩性氫氧化物)鋁在金屬中最與眾不同的性質(zhì)，就是鋁的單質(zhì)、氫氧化物以及氧化物不僅能與酸溶液反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。第9頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六.鋁及其合金的用途在介紹完鋁的性質(zhì)后，你能總結(jié)出鋁的性質(zhì)嗎？1.鋁的導(dǎo)電性?xún)H次于銀、銅，雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2/3，但密度只有銅的1/3，所以輸送同量的電，鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力，而且有一定的絕緣性，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無(wú)線電工業(yè)中有廣泛的用途。2.鋁是熱的良導(dǎo)體，它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。3.鋁有較好的延展性（它的延展性?xún)H次于金和銀），在100℃～150時(shí)可制成薄于0.01mm的鋁箔，這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果。等，還可制成鋁絲、鋁條，并能軋制各種鋁制品。4.鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜，不易受到腐蝕，常被用來(lái)制造化學(xué)反應(yīng)器，醫(yī)療器械，冷凍裝置，石油和天然氣管道等。第10頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.鋁粉具有銀白色光澤（一般金屬在粉末狀時(shí)的顏色多為黑色），常用來(lái)做涂料，俗稱(chēng)銀粉、銀漆以保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀。6.鋁板對(duì)光的反射性能也很好，鋁越純，其反射能力越好，因此常用來(lái)制造高質(zhì)量的反射鏡，如太陽(yáng)灶反射鏡等。7.鋁可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)，可從一些不活潑金屬氧化物中制取金屬單質(zhì)。8.鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也常用鋁。9.鋁的密度很小