铝的物理性质和化学性质
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铝的物理性质
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。
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。
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。
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。
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。
铝的化学性质
和氧气反应:铝粉可燃铙4Al+3O22Al2O3(发强白光)
和非金属反应:2Al+3SAl2S3
和热水反应:2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑(反应缓慢)
和较不活动金属氧化物反应:3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3
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+6H2O=2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑
和盐溶液反应:2Al+3Hg(NO3)2=3Hg+2Al(NO3)3
和碱溶液反应: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
铝和水发生置换反应:
2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑
Al(OH)3溶解在强碱溶液中,
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
一般可用下列化学方程式或离子方程式表示这一反应
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
注:1.铝和不活动金属氧化物(主要是难熔金属氧化物如Cr2O3、V2O5以及Fe2O3等)的混合物,都叫铝热剂,在反应中铝做还原剂。反应过程放大量热,可将被还原的金属熔化成液态
2.铝在加热时可以跟浓硫酸或硝酸反应,情况较复杂不做要求
金属钠很软,可以用刀切割。切开外皮后,可以看到钠具有银白色的金属光泽。钠是热和电的良导体。钠的密度是0.97g/cm3,比水的密度小,钠的熔点是97.81℃,沸点是882.9℃。
钠的化学性质
钠原子的最外层只有1个电子,很容易失去。因此,钠的化学性质非常活泼,主要表现在:
1.钠跟氧气的反应
观察演示实验:钠与氧反应
在常温时4Na+O2=2Na2O
在点燃时2Na+O2Na2O2(淡黄色)
(过氧化钠)
过氧化钠比氧化钠稳定。
2.钠跟硫等非金属的反应
钠除了能跟Cl2直接化合外,还能跟很多其它非金属直接化合,如跟硫化合时甚至发生爆炸。
2Na+S=Na2S
(硫化钠)
3.钠跟水的反应
观察演示实验:
钠与水反应
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
钠的化学性质很活泼,所以它在自然界里不能以游离态存在,因此,在实验室中通常将钠保存在煤油里。