铝的性质
金属材料之铝的详细介绍
金属材料之铝的详细介绍概述铝是一种常见的轻金属材料，其化学符号为Al，原子序数为13。
铝具有低密度、良好的导电性和热传导性，是工业中广泛应用的材料之一。
本文将详细介绍铝的物理性质、化学性质、制备方法以及常见应用领域。
物理性质1.密度：铝的密度为2.7 g/cm³，相对于其他金属来说较轻。
2.熔点：铝的熔点较低，约为660°C。
3.熔化热：铝的熔化热为397.8 kJ/mol，这意味着在熔化过程中需要吸收大量的热能。
4.导电性：铝具有良好的电导性能，是一种优秀的导电材料。
1.耐腐蚀性：铝在大部分常见的化学物质中具有良好的耐腐蚀性，但在强碱性溶液和酸性物质中会发生反应。
2.氧化性：铝与氧气反应会形成致密的氧化铝层，这层氧化物能够有效地保护铝材料不被进一步氧化。
3.反应性：铝在高温下可以与非金属元素发生化学反应，如与氮气形成氮化铝。
制备方法1.熔炼法：通过熔炉将铝矿石与化合物还原剂一同加热，使铝矿石中的氧气与还原剂发生反应，最终得到纯铝。
2.电解法：将铝矿石熔融于钠铝氟化物（Na3AlF6）的熔体中，通过电解的方式从中提取纯铝。
1.包装材料：铝材料具有良好的屏蔽性能，常常用于食品包装、制药包装等行业。
2.建筑领域：铝合金是一种轻便且耐候性良好的材料，常用于建筑结构、门窗、幕墙等方面。
3.汽车工业：铝具有良好的强度、刚性和耐腐蚀性，常用于汽车的车身、发动机零部件等。
4.航空航天工业：铝是一种轻金属，适合用于航空器和航天器的结构材料，可以减轻重量，提高载荷能力。
综上所述，铝是一种常见的金属材料，具有低密度、良好的导电性和热传导性等物理性质，以及优良的耐腐蚀性和化学反应性。
铝的制备方法包括熔炼法和电解法。
铝在包装材料、建筑领域、汽车工业和航空航天工业等多个领域都有广泛的应用。
铝的性质及用途
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。
铝的主要性质
(3)与水反应：
(4)与酸反应：
(5)与碱的反应：
(6)铝热反应：2Al＋Fe2O3=(高温)=Al2O3＋2Fe
铝的用途纯铝制作导线，铝合金用于制造飞机、汽车、生活用品等。
铝的特殊性质：
铝既能与酸反应，也能与强碱反应。
铝与酸反应：铝与浓硫酸在常温下发生钝化，2Al＋6HCl==2AlCl3+3H2↑
铝与酸、碱反应的计算技巧：
铝与酸、碱反应的实质都是 ， ，所以根据得失电子守恒可知： ，利用此关系可以方便地进行有关计算。
铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算：
Al是我们中学阶段学习的唯一既与H＋反应也与OH－反应的金属，它与酸、碱反应既有相同点，也有不同点。
相同点：Al均被氧化成+3价，所以1molAl不论与H＋还是与OH－反应均生成3gH2。
(发出耀眼白光)
Mg+Cl2=(点燃)=MgCl2
3Mg+N2=(点燃)=Mg3N2
4Al+3O2=(加热)=2Al2O3
2Al+3Cl2=(加热)=2AlCl3
2Al+3S=(ห้องสมุดไป่ตู้热)=Al2S3
与沸水反应
Mg+2H2O=(加热)=Mg(OH)2+H2↑
不反应
与酸反应
Mg+2H+==Mg2++H2↑
铝的主要性质
铝的主要性质：
物理性质：铝是银白色，具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。
化学性质：
活泼金属，具有较强的还原性；常温下铝在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化；既可以与酸反应又可以与碱反应。
铝的性质
铝与氢氧化钠的反应
与强碱反应方程式： 与强碱反应方程式： 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑ ＝
与铝反应的 物质 浓硝酸 浓硫酸
实验现象 铝条上无明显 现象 铝条上无明显 现象 铝条上产生大量 气泡 铝条上产生大量 气泡 铝条上附着上 了红色的固体
结论（或化学方程式） 结论（或化学方程式） 发生钝化 发生钝化 2Al+6HCl=2AlCl3+ 3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O ＝2NaAlO2+3H2↑ 2Al+3CuSO4 ＝ Al2(SO4)3 +3Cu
△
3、常温下，铝能与稀盐酸、稀硫酸等 常温下，铝能与稀盐酸、 反应放出氢气。（与酸反应） 。（与酸反应 反应放出氢气。（与酸反应） 2Al+6HCl ＝ 2AlCl3+3H2↑ 4、常温下，铝能与氢氧化钠等溶液反 常温下， 应放出氢气。（与碱反应） 。（与碱反应 应放出氢气。（与碱反应） 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑ 5、铝和盐溶液反应 2Al+3CuSO4 ＝3Cu+Al2(SO4)3 6、铝与某些氧化物反应—铝热反应 铝与某些氧化物反应— 2Al + Fe2O3 ＝ 2Fe + Al2O3
（二）铝的化学性质 1、铝的原子结构 、
+13
2 8 3
Al – 3e = Al3+
铝具有还原性
2、与非金属单质反应 、 氧气反应 1) 与氧气反应 反应方程式： 反应方程式：4Al+3O2＝2Al2O3
点燃
4Al+3O2＝2Al2O3（常温） 常温）
铝单质总结
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。
铝的性质(LCL)
常温下 常温下 思考：钝化的铝条 要点： 要点： 是铝 可以和硫酸铜溶液 发生置换反应吗？ 浓HNO3、浓H2SO4
试一试
将表面已完全钝化的铝条投入下列溶液中， 将表面已完全钝化的铝条投入下列溶液中， 不会发生反应的是 A.稀硝酸 稀硝酸 C.硝酸铜 硝酸铜 B.稀盐酸 稀盐酸 D.氢氧化钠 氢氧化钠 （ ）
随堂练习
1.下列物质中，不属于合金的是（ D） A.硬铝 B.黄铜 C.钢铁 D.水银 解析：硬铝为Al-Cu-Mg-Mn-Si合金，黄铜 为Cu-Zn合金，水银即汞单质，为纯净物
2、除去镁粉中的少量铝粉，可选用的溶液是（ D ） A.盐酸 B.浓硝酸 C.氨水 D.氢氧化钾
解析：Mg和Al都是活泼金属，都能跟盐酸反应生 成H2， A不符合。Al在浓硝酸中钝化，不能除去， B也不符合。氨水与Mg、Al都不反应，不能选用。 KOH溶液为强碱，只溶解Al不溶解Mg，符合要求。
e实质： 实质：Al H+（酸中） 酸中） H2
想一想:铝能与酸反应， 想一想 铝能与酸反应，为什么工业上
还用铝槽车贮运浓硝酸、浓硫酸呢？ 还用铝槽车贮运浓硝酸、浓硫酸呢？ 钝化：铝在常温下遇强氧化性酸如（浓硫酸、 ② 钝化：铝在常温下遇强氧化性酸如（浓硫酸、
浓硝酸时在表面生成致密的氧化膜， 浓硝酸时在表面生成致密的氧化膜，从而阻止内部 金属进一步发生反应，这种现象称之。） 金属进一步发生反应，这种现象称之。）
Al（OH）3 （ ） ① ⑤ Al3+ ③ ⑥ ④ ② AlO2-
①Al3+ + 3OH- =Al（OH）3 （ ） ②Al（OH）3+ OH- = AlO2-+2H2O （ ） ③ Al3+ + 4OH- = AlO2-+2H2O ④ AlO2- +H2O+H+= Al（OH）3 （ ） ⑤ Al（OH）3 +3H+ = Al3+ +3H2O （ ） ⑥ AlO2- +4H+= Al3+ + 2H2O
高中化学必修：铝的性质
2．镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是( ) A.高温下，镁、铝在空气中都有抗腐蚀性 B.镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应 C.镁在点燃条件下可以跟二氧化碳起反应，铝在一定条 件下可以跟氧化铁发生氧化还原反应 D.铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物
解析 在常温下，镁和铝在空气里都能跟氧气反应，生成一 层致密而坚固的氧化物薄膜，这层氧化物薄膜能够阻止金属 的继续氧化，所以镁和铝都有抗腐蚀的性能，但是在高温下 能剧烈反应，放出大量热，A 错；镁能跟酸反应不能跟碱反 应，B 错；C 对；铝热剂是铝粉和氧化铁的混合物，在铝热 剂反应时，为了引燃，在铝热剂上放供氧剂(氯酸钾)，中间 插一根镁条，是为引燃用的，D 错。 答案 C
。
(3)将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操
作还有：①记录 C 的液面位置；②将 B 中剩余固体过滤，
洗涤，干燥，称重；③待 B 中不再有气体产生并恢复至室
温后，记录 C 的液面位置；④由 A 向 B 滴加足量试剂；
⑤检查气密性。上述操作的顺序是
(填序号)；记
录 C 的液面位置时，除视线平视外，还应
(2)与盐酸、稀硫酸反应 反应的离子方程式为： 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(3)与强碱反应 Al 能够与 NaOH、KOH 等强碱溶液反应，化学方程式为： 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ ，2Al＋2KOH ＋2H2O===2KAlO2＋3H2↑。 离子方程式为： 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－ 2 ＋3H2↑ 。
( D)
A．钠和冷水反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
B．铝与烧碱溶液反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2 ＋
铝的性质
铝的化学性质
• 铝元素的原子最外层有3个电子，在参
加化学反应时，铝原子容易失去最外层 电子成为阳原子。 • 铝是比较活泼的金属，具有较强的还原 性，它能与非金属，酸等物质反应。铝 还可以与强碱容易反应。
1.铝与非金属反应
和氧气反应：铝粉 可燃铙 4Al+3O2=2Al2O3 （发强白光）
2.铝与和酸反应： 在常温下浓硫酸和浓硝酸可使铝钝化。 盐酸和稀硫酸可跟铝发生置换反应， 生成盐并放出氢气。
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑
ห้องสมุดไป่ตู้
3.和碱溶液反应： 铝在碱性环境下,与水反应: 2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑ 氢氧化铝两性，与强碱反应： Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 将上述两个反应叠加，得到： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
主要和NaOH、KOH强碱溶液反应，可看做是碱溶液先溶解 掉铝表面氧化铝保护膜 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
4.铝与某些氧化物反应
3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3
镁条剧烈燃烧，放出热量，使三 氧化二铁粉沫和铝粉在较高的温度下发 生剧烈的反应，放出大量的热，同时纸 漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中，待熔 溶物冷却后，除去外层溶渣，可以看到 落下的是铁 这个反应叫铝热反应。反应 生成铁和三氧化铝。
铝的性质
●铝的物理性质 ●铝的化学性质
？
观察图片，思考铝有哪些性质呢？在生活中又有哪些应用呢？
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作 业
1、课后练习
2、顶尖化学
4 Al + 3 O2 == 2 Al2O3
练习: Al与Cl2反应
点燃
2Al + 3Cl2 == 2 AlCl3
点燃
问题探究
1、铝为什么有很好的抗腐蚀性?
常温下铝的表面被氧化，生成一层致密氧化铝 薄膜,阻止铝进一步氧化 。 因此铝的抗腐蚀性较强。
2、家庭能用铝罐腌制咸菜吗？
（拓展视野）
不能，因为食盐溶液中的Cl－能破坏铝表面的 氧化膜，过量摄入铝元素会引起铝中毒。
2、铝与酸反应
把铝分别加入浓硝酸、浓硫酸、盐酸中
铝能将盐酸的H+置换成H2
2Al+ 6 HCl = 2AlCl3+ 3H2
冷的浓硝酸、浓硫酸使铝表面钝化!
继续 “活动与探究”中未完成的的实验
放入
6mol/L NaOH溶液
3、铝与碱溶液反应
铝与NaOH溶液反应
现象：
铝与NaOH反应，有气体产生。
还原性
三、性质→用途
铝的用途
1.制造导线和电缆； 2.包装食品和饮料；制造日常用品；
3.加入其他元素，制造合金，用于飞机、汽车等部件；
4 .（钝化） 可用铝制容器储运浓硫酸或浓硝酸
5 .（铝热反应）焊接钢轨、冶炼难熔的金属
练一练
1.铝具有较强的抗腐蚀性，主要因为： D A.铝不活泼 B.具有两性 C.铝与氧气在常温下不反应
铝的性质
铝及其合金在日常生活中的应用
一、铝的物理性质和用途
物理性质 银白色，有金属光泽 质地较软，延展性好 密度小 导热性能好 用途 易加工成各种形状，
包装、装饰工艺，
铝箔、铝丝、银色涂料 铝锅、铝壶等加热器具
导电性能较好
铝芯电线、电缆
Al
二、铝的化学性质
铝的原子结构与化学性质的关系
铝的原子结构特点
D.铝表面在常温下能形成一层致密的氧化物薄膜
练一练
2.下列关于铝的叙述中，不正确的是: A A.铝属于金属单质,不与任何碱反应 B.铝是地壳中含量最多的金属 C.在常温下，铝不能与氧气反应 D.铝既能与酸反应，也能与强碱反应
C
练一练
3.相等质量的两块铝，分别和足量的稀H2SO4和NaOH反
应，产生气体在相同条件下的体积比: D
不要破坏掉它的氧化膜
不要用钢丝球等硬物去擦洗它的表面 不要将酸性或碱性或咸的食物长时间地存放在里面
4、铝与盐溶液反应
初中学过铝可以和酸反应，还可以和什么物质反应？
请写出Al与CuSO4溶液反应的方程式
2Al+3 CuSO4= Al2(SO4)3+3 Cu
波尔多液是石灰水与CuSO4溶 液混合制得的，在配制波尔多 液时，能使用铝制容器吗？
铝 Al
+13 2 8 3
Al－3e ＝ Al3+
形成
_
最外层电子数少于4个，易 失去 最外层电子,表现出 还原 性，金属单质作 还原 剂。
金属活动顺序表中的位置
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg „
回忆《氧化剂和还原剂》这节内容，想一想 什么物质是常见的还原剂和氧化剂？
A.2：3
B.3:2
C.2:1
D.1:1
练一练
4、在加入铝粉能放出H2的溶液中，一定能大 量共存的离子组是：C
A.K+、Na+、CO32-、SO42B.NH4+、Na+、Cl-、NO3-
C.K+、Na+、Cl-、SO42-
D.K+、HCO3-、Cl- 、SO42-
练一练
5．能用铝为原料来冶炼难熔的金属是因为 （ C ） A．铝的密度小, 熔点较低 B．铝在空气中燃烧, 放出大量的热 C．铝在金属活动性顺序表排在较前面 D．铝具有还原性、发生氧化还原反应 时放出大量的热
氯酸钾粉末 铝粉与三氧化二铁 粉末混合物
铝与三氧化二铁反应的能量变化是什么？ 放出大量的热
5、铝热反应
铝热反应是指铝热剂在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应
现象：
发出耀眼的光芒，有熔融物生成
化学方程式：
2 Al + Fe2O3 == 2 Fe + Al2O3
铝热剂
铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物组成的混合物 高温
为什么不直接使用玻璃漏斗? 玻璃漏斗不能承受高温,在高温下易炸裂
回忆钠的用途，其中有一 种用途是钠单质作还原剂 冶炼金属
探讨：铝同样是强还原剂， 它可以用来冶炼金属吗？
点击观看视频:
蒸发皿中的细砂的作用是什么？ 隔热，防止蒸发皿炸裂
为什么氯酸钾和镁条可作引燃剂? 镁与氯酸钾反应放出大量的热
镁带
（1）罐壁内凹而瘪的原因是_____；
CO2 + 2NaOH == Na2CO3 + H2O
（2）罐再鼓起的原因是______。
2Al + 2NaOH + 6H2O == 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
问题探究
在“活动与探究”中我们得出 Al是一种既能与酸又能与碱反应的金属 怎样使铝制的炊具的使用寿命更长？
问题探究 1.铝热反应的原理？
活动性比Al弱
Al把某些 金属从它的氧化物中置换出来
2.能写出下列方程式吗？
Al与V2O5
高温
高温
Al与Cr2O3
10Al + 3V2O5 == 6V+ 5Al2O3 2Al + Cr2O3 == 2Cr+ Al2O3
与氧化性单质反应
铝的化学性质
与酸、碱反应 与某些盐溶液、氧化物反应
化学方程式：
2 Al + 2 NaOH + 6 H2O == 2 Na[Al(OH)4 ]+ 3 H2↑
实质：2Al + 6 H2O == 2Al(OH)3 +3 H2 ↑(与沸水反应)
NaOH+Al(OH)3 ==Na[Al(OH)4]
思考：
将一个用金属铝做的易拉罐内充满CO2，然后 往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密 封罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再 过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来（用化 学方程式表示）。
（可以课后利用网络搜索关键词铝中毒）
回忆初中学过铝的化学性质
完成 “活动与探究”的实验
与铝反应的物质 浓硝酸 浓硫酸 盐酸
实验现象 无明显现象 无明显现象 铝片溶解，有无色无味 的气泡产生
化学方程式
钝化 钝化
2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑
注意属与酸发生化学反应的结果，具体地说是酸将金属氧化 生成了一层致密而又坚硬的氧化物薄膜，他将金属与酸隔离 开，化学反应不再发生。 钝化也是一种氧化还原反应。
1、常见的氧化剂： 活泼的非金属单质：O2、Cl2、Br2等 2、常见的还原剂： 活泼或较活泼的金属： K、Ca、Na、Mg、 Al、 Zn等
联系Na、Mg的化学性质，回答： 铝是常见的还原剂，可以和 氧化剂O2、Cl2等发生氧化还原反应。
1、铝与氧化性单质反应
Al与常见氧化剂O2 、Cl2反应
化学方程式：