4.2《铝金属材料》.doc

第2节 铝 金属材料 在生活中，我们到处都可以看到铝的“影子”。然而，在一百多年前，铝却被认为是一种希罕的贵金属，价格比黄金还贵，甚至还被列为“稀有金属”之一。据说有一次法国皇帝拿破仑三世举行了一次宫廷宴会，来宾都用金碗喝酒，唯独皇帝一人在用铝碗，来宾都对皇帝的铝碗羡慕不已。真是怪事，铝怎么比金子还贵？这件事说起来也不奇怪。当时，一公斤钠价值2000法郎。当时，铝是用钠还原法制出来的，因此就更贵了。那么，铝到底有什么样的性质和用途呢？ ( 研习教材重难点 研习点1 铝与铝合金 【温故·知新】 钠、镁、铁性质的相似性 （1）物理性质：都是银白色，有金属的光泽，都能导电，都能传热，都有良好的延展性。 （2）化学性质：都能与非金属单质（如氧气、氯气等）反应；都能与酸反应；都能与某些盐溶液（如：CuSO4溶液）反应。 1．铝 （1）物理性质：硬度较小，银白色质轻，密度为2.7g/cm，具有一定的耐磨性，有很好的延展性和导电性，熔点低（666.4℃），沸点高（2467℃）。 （2）化学性质 ①与非金属反应 a 与氧气反应： 常温下，铝被空气中的氧气氧化，表面生成一层致密的氧化物薄膜，失去金属光泽。 点燃时，金属铝可以在氧气中燃烧：4Al＋ 3O2 2Al2O3 说明：该反应放出大量热和耀眼的白光，因而铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等。 【知识·链接】 英阿马岛战争中英方的一艘现代化驱逐舰被阿方导弹击中后，燃起滔天大火，无法扑灭，导致舰艇沉没，这是怎么回事呢？原来，驱逐舰夹板上大量使用铝，铝在高温下发生了燃烧，生成氧化铝。 b. 与氯气、硫等非金属反应 2Al＋3Cl2 2AlCl3 4Al＋3S 2Al2S3 ②与酸的反应 a. 与非氧化酸（盐酸、稀硫酸）反应，有氢气生成：2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑。 b. 与氧化酸（硝酸，浓硫酸）反应，无氢气生成： Al＋4HNO3 (稀)＝Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O 注意：Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸会钝化，但加热可反应。 ③与碱的反应 化学方程式：2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 离子方程式： 2Al＋2OH－＋6H2O＝2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 【领悟·整合】 铝和强碱溶液反应，不是铝直接和碱反应，而是铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝，然后氢氧化铝再和强碱反应生成铝酸盐如铝和氢氧化钠溶液反应分两步进行2Al+6H2O＝2Al(OH)3+3H2↑；Al(OH)3+NaOH＝Na〔Al(OH)4〕。因此，在此反应中，铝为还原剂，水为氧化剂。 ④与金属氧化物的反应（铝热反应） 金属铝在高温下可与Fe2O3反应：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 说明：a该反应称为铝热反应，铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂。利用铝热反应可焊接钢轨大截面的钢材部件等。 b铝和氧化铁在高温下发生的反应不仅可用于焊接钢轨，还可用于定向爆破定向爆破是指在地基的钢筋混处安放铝热剂，引燃后产生的温度高达2500－3500℃，使钢筋熔断，楼体倒塌。 c铝不仅可与氧化铁发生铝热反应，用其他金属氧化物如V2O5、Cr2O3、MnO2等代替氧化铁也可发生铝热反应。铝热反应还可用于冶炼钒、锰等金属。 【领悟·整合】 在以上四种反应中，铝的化合价均由0价升高到＋3价，被氧化，做还原剂。可以看出，铝具有较强的还原性，是一种较为活泼的金属。 2、铝合金 （1）合金：合金是指两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。 一般来说，合金的性能优于纯金属，合金的熔点比它的各成分金属熔点都低，硬度比它的各成分金属大。但合金的性质并不是各成分金属性质的总和。 （2）铝合金 金属铝中加入其他元素如铜、镁、硅、锌、锂等，即形成各种性能优良的铝合金。 ①性质特征 铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成形、制造工艺简单、成本低廉等特点，并且表面易形成致密的氧化物保护膜而具有一定的抗腐蚀能力。 ②用途 铝合金主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输及电子行业，如汽车车轮的骨架，硬盘抽取盒等。另外，还广泛用于制造飞机构件。 典例1：下列物质中，不属于合金的是 A．硬铝 B．黄铜 C．钢铁 D．水银 研析：合金是指两种或两种以上的金属（或跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。硬铝为Al—Cu—Mg—Mn—Si合金；黄铜为Cu—Zn合金；钢铁是钢的俗称，而钢是一种常见的合金；水银即是单质汞，不是合金。 答案： D 典例2：两份铝粉，第一份和足量的NaOH溶液反应，第二份与足量HCl反应。如在相同条件下放出等体积的气体，则两份铝粉的质量比为__________。 研析：Al 分别与NaOH、HCl反应的方程式如下： 2Al ＋2NaOH