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高中化学/目录/铝及其重要化合物编辑

铝单质编辑

 
铝单质

铝是地壳中含量最丰富的金属元素,然而对铝金属的利用却是近代(1825年)才开始的。这是由于铝的化学性质较为活泼,把铝从其化合物中还原出来较为困难的缘故。

冰晶石(主要成分为 )能降低 的熔点。

工业上主要通过电解 来制取铝。

 

铝及其合金由于具有低密度、耐腐蚀及易加工的特点,被广泛应用于航空航天、交通及结构领域[1]

元素周期表局部
Li Be B C N
Na Mg Al Si P
K Ca Ga Ge As

观察铝在元素周期表中所占的位置,我们会发现它刚好在金属与非金属的分界线附近;这使得铝除了拥有一般的金属所具备的性质之外,还有其他一些奇特的化学性质。

实验

分别向装有盐酸和氢氧化钠溶液的试管中投入铝箔,观察现象。

除了可以和酸反应外,铝单质还能与碱反应,且同样能产生氢气。

 [2]

铝的这种既能与酸反应又能与碱反应的化学性质被称之为“两性”,这种性质和铝在周期表中的位置有关。在之后的铝的相关化合物的学习中我们将能更深刻地体会到这点。

氧化铝和氢氧化铝编辑

氧化铝编辑

我们知道,生铁暴露在潮湿空气中很容易生锈,时间一长更会“从里锈到外”。从金属活动顺序表中我们能得到,铝是要比铁更活泼的;但同时我们也清楚,生活中铝器不如铁器那么容易生锈。这是为什么呢?

铝在空气中会被氧化为氧化铝,加热可以加速这一过程。我们通过以下的实验来探究这个问题吧!

实验
  1. 取两片铝箔,一片打磨干净;
  2. 用坩埚钳夹住铝箔,把它们放到酒精灯下灼烧。

我们可以发现,这两片铝箔都出现了熔而不滴的现象。铝的熔点在660°C,酒精灯的火焰可以达到这个温度。但铝在高温中会迅速与空气中的氧气反应,形成一层致密的氧化膜。Al2O3的熔点在2054 °C,可以阻止铝的进一步反应。这层氧化膜很薄,通常在生活生产中还需要通过阳极处理等方式加厚。

 
蓝宝石(主要成分为Al2O3

氧化铝的俗名是刚玉,其硬度大、耐高温,可做磨料和耐火材料(如坩埚);某些天然宝石的主要成分也是氧化铝。氧化铝几乎不溶于任何溶剂,但易溶于酸或碱。

 
 

我们知道,和酸反应只生成盐和水的氧化物被称之为碱性氧化物,如Fe2O3;和碱反应只生成盐和水的氧化物被称之为酸性氧化物,如CO2。显然,Al2O3同时满足这两个定义,所以我们称之为两性氧化物

氢氧化铝编辑

 
 
 
 

注释编辑

  1. Wikipedia:铝#铝的应用
  2.  (四羟基合铝酸根离子)在早期曾被认为是 (偏铝酸根离子),后来这被证明是错误的,但某些教材和资料为表达方便仍采用了后者的形式。