铝的性质及用途
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。
《铝的性质和用途》课件
铝是一种轻质、坚固和耐腐蚀的金属，是地球上最丰富的金属元素之一，但 是它的开采和提炼成本却很高。
铝的特性
1 轻巧：
铝具有极低的密度，是其他金属如钢和铜的三分之一。这使得它成为飞机、汽车、自行 车等产品的理想选择。
2 导电性强：
铝是一种优良的导电材料，可用于电力线路制造。它还广泛用于电子产品中的导线、导 轨和散热器。
广泛应用。它的轻量、高强度和低成本
使它在这些领域非常受欢迎。
3
人造卫星
4
铝在人造卫星的制造上扮演着极为重要 的角色。它是卫星构建中的主要构件之
一。
航空航天
铝在飞机、卫星和太空探测器中表现优 异。它的轻量和优异的强度使航班和太 空飞行变得更加可靠。
建筑领域
铝在建筑领域中被广泛应用。其特性使 其极适合製作外墙板材、屋顶薄板、门 窗框架等。
角铁等形状。
3
开采和提炼
将稀土矿石与化学品混合在一起，形成 纯铝的气态形式。
表面处理
电镀、阳极氧化和电泳沉积等表面处理 工艺，以改善铝材的表面及其机械性能。
铝的优点
可回收利用
铝具有良好的可回收性，把它回收时，只需采用10%的能源，就可以再次变成铝制品。
易于加工
铝材可以通过挤压、成型、锻压等方式快速且经济地加工。
环保可持续
铝材可延长产品寿命，并且它的可塑性和回收性使其成为环保可持续产品的理想选择。
铝与其他金属的比较
铁 铜
不锈钢
优点：强度高，易于加工；缺点：重量和易锈
优点：导电性高，具有良好的可加工性；缺点： 成本高，重量沉重
优点：耐腐蚀性能强，废旧可以回收；缺点：成 本高，笨重
铝的环保性
全球变暖预防
铝的性质和用途
(3)铝是热的良导体，它的导热能力比Байду номын сангаас大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。
物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝有多种优良性能，因而铝有着极为广泛的用途。
(1)铝的密度很小，仅为2.7 g/cm，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如，一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。
(6)铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色)，常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。
(7)铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。
(8)铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。
(9)铝板对光的反射性能也很好，反射紫外线比银强，铝越纯，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反射镜等。
铝的物理性质和用途
铝的物理性质和用途铝是银白色的轻金属，较软，密度2.7g/cm3，熔点660.4℃，沸点2467℃，铝和铝的合金具有许多优良的物理性质，得到了非常广泛的应用。
1铝对光的反射性能良好，反射紫外线比银还强，铝越纯，它的反射能力越好，常用真空镀铝膜的方法来制得高质量的反射镜。
真空镀铝膜和多晶硅薄膜结合，就成为便宜轻巧的太阳能电池材料。
铝粉能保持银白色的光泽，常用来制作涂料，俗称银粉。
2纯铝的导电性很好，仅次于银、铜，在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。
铝是热的良导体，在工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和民用炊具等。
3铝有良好的延展性，能够抽成细丝，轧制成各种铝制品，还可制成薄于0.01mm 的铝箔，广泛地用于包装香烟、糖果等。
4铝合金具有某些比纯铝更优良的性能，从而大大拓宽了铝的应用范围。
例如，纯铝较软，当铝中加入一定量的铜、镁、锰等金属，强度可以大大提高，几乎相当于钢材，且密度较小，不易锈蚀，广泛用于飞机、汽车、火车、船舶、人造卫星、火箭的制造。
当温度降到-196℃时，有的钢脆如玻璃，而有些铝合金的强度和韧性反而有所提高，所以是便宜而轻巧的低温材料，可用来贮存火箭燃料液氧和液氢。
2铝对人体的危害铝不是人体的必需元素，人体缺乏铝时，不会给人体带来什么损害，反之，铝盐能致人体中毒。
1.摄入过量的铝对骨骼有害。
铝能直接损害成骨细胞的活性，从而抑制骨的基质合成。
2.摄入过量的铝，能够对大脑造成损伤。
研究证实，脑组织对铝元素有亲和性，铝一旦进入人体，首先沉积在大脑内脑组织中的铝沉积过多，可使人记忆力减退、智力低下、行动迟钝、催人衰老。
如果随时间推移，铝在脑中逐渐积累，就会杀死神经原，使人的记忆力丧失。
近年来又发现老年痴呆症的出现也与平时过多摄入铝元素有关。
3.铝元素吸收多了，会积聚在肝、脾、肾等部位，当积聚量超过5～6倍时，就会对消化道吸收磷发生抑制作用，还会抑制胃蛋白酶的活性，妨碍人体的消化吸收功能。
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。
第二节-铝冶金与熔炼
生产过程自动化；节省能量， 如，采用流态化焙烧；生产 砂状氧化铝，满足烟气干式 净化需要。
（二）碱石灰烧结法
对铝硅比<4的铝土矿，碱石灰烧结 法几乎是唯一得到实际应用的方法。 我国铝土矿大多铝硅比不高。 1．原理 （1）铝土矿、苏打(Na2CO3)、石灰混 合 （2）1200℃烧结：SiO2与CaO化合成 不 溶 于 水 的 原 硅 酸 钙 (2CaO·SiO2) ； Al2O3 与 Na2CO3 化 合 生 成 可 溶 于 水 的 NaAlO2(或Na2O·Al2O3)。 （3）稀碱溶液浸出：NaAlO2进入溶液 、与2CaO·SiO2分离。
③ 溶液温度
浓度、 k 一定时，T↓→稳定性↓
④ 结晶核心和搅拌作用
细小的Al(OH)3的加入和搅拌，加速 速铝酸钠溶液分解。 对于制备的铝酸钠溶液
当Al2O3～(145±5)g/L、 k 1.7、
T<100℃，溶液不稳定。越接近30℃、
过饱和程度越大。此时，加入Al(OH)3 晶种、并机械搅拌，过饱和铝酸钠溶
Al2O3·H2O500-550℃γ- Al2O3+ H2O (1.1.2.10)
γ- Al2O3 900℃开始α- Al2O3
(1.1.2.11)
反应(1.1.2.11)要在1200℃维持足够长时间,
才能获得适合电解要求的α- Al2O3 。 煅烧温度高、能耗大，一般采用带冷却机的
回转窑，以重油、煤气为燃料。最大的窑为
(1.1.2.26)
反应（1.1.2.25）将分解产生的NaOH中和，使反应持续进行。沉淀过滤、洗
涤送煅烧，母液蒸发后返回烧结配料。
四、金属铝的生产
高中化学铝的知识点
《高中化学铝的知识点全解析》铝，作为高中化学中的重要元素之一，在化学学习中占据着重要的地位。
它具有丰富的化学性质和广泛的应用，让我们一同深入探索铝的世界。
一、铝的物理性质铝是一种银白色的金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。
它的密度较小，约为 2.7g/cm³，是一种轻金属。
铝的熔点相对较低，为660℃，沸点为2327℃。
在常温下，铝的表面会形成一层致密的氧化膜，保护内部的金属不被进一步氧化。
二、铝的化学性质1. 与非金属单质的反应（1）与氧气反应：在常温下，铝表面的氧化膜能阻止铝进一步与氧气反应。
但在点燃或加热的条件下，铝能与氧气剧烈反应，生成氧化铝。
4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃。
（2）与氯气反应：2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃，反应剧烈，产生白色的氯化铝固体。
2. 与酸的反应（1）与非氧化性酸反应：铝与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应，生成铝盐和氢气。
2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑。
（2）与氧化性酸反应：常温下，铝在浓硫酸、浓硝酸中会发生钝化现象，即在表面形成一层致密的氧化膜，阻止反应的进一步进行。
但在加热条件下，铝能与浓硫酸、浓硝酸反应。
3. 与碱的反应铝既能与酸反应，又能与碱反应。
2Al + 2NaOH + 2H₂O =2NaAlO₂ + 3H₂↑。
在这个反应中，铝先与水反应生成氢氧化铝和氢气，氢氧化铝再与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠。
4. 铝热反应铝粉和某些金属氧化物（如氧化铁、四氧化三铁等）在高温下发生剧烈反应，生成氧化铝和相应的金属单质，同时放出大量的热。
例如：2Al + Fe₂O₃ = Al₂O₃ + 2Fe。
铝热反应可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属等。
三、铝的化合物1. 氧化铝（Al₂O₃）（1）物理性质：白色固体，难溶于水，熔点高，是一种良好的耐火材料。
（2）化学性质：①两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水。
Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O，Al₂O₃ + 2NaOH =2NaAlO₂ + H₂O。
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思考 1 等质量的铝分别跟足量的盐酸、NaOH 溶液反应， 产生 H2 的量相等，对吗？
【提示】 对。 因为单质铝无论跟盐酸反应， 还是跟 NaOH 溶液反应，铝均被氧化成＋3 价铝的化合物，铝失电子数相等， 则生成的 H2 必然相等。
例 1 甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol· L－1 的盐酸和 氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束 后测得生成的气体体积比为 1∶2，则加入铝粉的质量为 ( A．5.4 g C．2.7 g B．3.6 g D．1.6 g )
§3.5 铝的性质及用途
了解金属铝的主要性质及应用。
1．铝与酸、碱反应的计算。 2．铝热反应的实验操作及应用。
1.铝的结构和存在 A族 ，原子结构示意图为_____。 a.铝位于元素周期表第三周期Ⅲ ______________ 硅 。自然界中的铝全部以 铝元素在地壳中含量丰富，仅次于 ___
化合 态存在。 _____
高温 2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe (铝热反应) ⑤__________________________
提醒：①常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二
者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。
②铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。 ③能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。
解析 根据铝与盐酸和铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程 式判断。 若在含等物质的量的 HCl 和 NaOH 溶液中加入足量的 铝粉， 则产生的氢气之比为 1∶3； 若在含足量的 HCl 和 NaOH 溶液中分别加入等量的铝粉，则产生的氢气之比为 1∶1。而题 中实际为 1∶2，说明铝粉的量相对盐酸是过量的，而对 NaOH 是不足的。与前者反应的铝粉是 2.7 g，而与后者反应的铝粉应 为 5.4 g，故选 A。
3.金属铝的化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①
点燃 4Al＋3O2=====2Al2O3
点燃 2Al＋3Cl2=====2AlCl3 ②_____________________
③
钝化 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ ④_____________________________________
作业：
1.创新设计大册子 2.完成下列方程式写作业本上
3.31： Al+O2 ——（化学方程式） 3.32 ： Al+Cl2——（化学方程式） 3.33 ： Al+HNO3(稀) ——（离子方程式） 3.34 ： Al+HCl——（离子方程式） 3.35 ： Al+NaOH ——（离子方程式） 3.36 ： Al+MnO2——（化学方程式） 3.37 ： Al2O3 （电解）——（化学方程式）
b.第ⅢA族元素包括 2.铝的物理性质 硼、铝、镓、铟、铊
。
颜色
导电、导热性
密度
硬度
柔软 质地_____
良好 较小 银白 ____色，有金属光泽 导电、导热性_____
4.制备
通电 2Al2O3(熔融)=========4Al＋3O2↑ _______________________________ 冰晶石பைடு நூலகம்
答案
A
1.(RJ必修1· P533改编)下列说法错误的是(
)
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.在反应中铝易失去3e－，其还原性大于钠 C.铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用 D.铝是一种比较活泼的金属 答案 B
2.(LK 必修 1· P1321 改编)下列离子方程式中，书写正确的是( A.铝与盐酸反应：Al＋H ===Al3 ＋H2↑
＋ ＋
)
B.氢氧化铝与 NaOH 溶液反应：Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O C.氯化铝溶液与过量 NaOH 溶液反应： Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ D.铝与氢氧化钠溶液反应：Al＋2OH－===AlO－ 2 ＋H2↑
答案 B
3．(溯源题 )(2013· 山东理综，9改编)足量下列物质与相同 ④ ，放出氢气且消耗溶质物 质量的铝反应，不放出 H2 的为 ___ ③>②>① 质的量由多到少的顺序为_____________ 。 ①氢氧化钠溶液 ②稀硫酸 ③盐酸 ④稀硝酸 2Al+2NaOH+2H2O== 2NaAlO2+3H2↑ 2Al+3H2SO4== Al2(SO4)3+3H2↑ 2Al+6HCl== 2AlCl3+3H2↑ 考题探源 源于教材RJ必修1 P51“实验3－4：铝与盐酸和氢 氧化钠溶液反应”及其拓展 考查视角 铝和常见酸、碱的反应特点 高考启示 要把握铝与酸碱反应的实质，注意铝与稀硝酸反应不放氢气， 常温下铝遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。