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1、第2节 铝 金属材料1 铝与铝合金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。b. 与氯气、硫等非金属反应2Al3Cl2 2AlCl34Al3S 2Al2S3与酸的反应a. 与非氧化酸（盐酸、稀硫酸）反应，有氢气生成：2Al6H2Al3
2、3H2。b. 与氧化酸（硝酸，浓硫酸）反应，无氢气生成： Al4HNO3 (稀)Al(NO3)3NO2H2O注意：Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸会钝化，但加热可反应。与碱的反应化学方程式：2Al2NaOH6H2O2NaAl(OH)43H2离子方程式： 2Al2OH6H2O2Al(OH)43H2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：2AlFe2O32FeAl2O3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
3、后产生的温度高达25003500，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。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。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m（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。性质特征铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成
4、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。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。2 铝的重要化合物1氧化铝（1）存在：自然界中纯净的Al2O3为无色晶体，俗称刚玉，硬度仅次于金刚石，可作人造宝石。（2）物理性质：白色固体，不溶于水，熔点高。说明：由于Al2O3熔点高，难分解，因而可做良好的耐火材料。（3）化学性质与酸反应： Al2O3 6HCl 2AlCl3 3H2O（Al2O3 6H 2Al3 3H2O）与碱反应：Al2O32NaOH3H2O2NaAl(OH)4
5、（Al2O32OH3H2O2Al(OH)4）说明：氧化铝具有不同于一般氧化物的性质，既与强酸反应也与强碱反应，属于两性氧化物。2氢氧化铝（1）物理性质：Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。（2）化学性质w.w.w.k.s.5.u.c.o.m（2）铝合金与酸反应：Al(OH)3 3HClAlCl3 3H2O（Al(OH)3 3H+Al3+3H2O）与碱反应：Al(OH)3NaOHNaAl(OH)4（Al(OH)3OHAl(OH)4）说明：Al(OH)3与Al2O3一样，既与酸反应又与碱反应，具有两性，属于两性氢氧化物。受热易分解：大部分难溶性的氢氧化物在受热时可以分解生成相应
6、的氧化物和水，Al(OH)3也不例外。2Al(OH)3 Al2O33H2O（3）Al(OH)3的制取：铝盐与碱反应：用铝盐与可溶性弱碱氨水反应制Al(OH)3：Al3+3NH3H2OAl(OH)33NH4+说明：制取Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为四羟基合铝酸盐：Al(OH)3OHAl(OH)4。所以，实验室一般不采用这种方法制Al(OH)3。四羟基合铝酸盐与酸反应：一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。当CO2不足或适量时：2Al(OH)4CO22Al(OH)3CO32H2O；CO2过量时：Al(OH)
7、4CO2Al(OH)3HCO3。说明：一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解： Al(OH)4H+Al(OH)3H2O；Al(OH)33H+Al3+3H2O（4）Al(OH)3的用途：由于Al(OH)3具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al(OH)3可作净水剂和色素吸附剂。3 金属与金属材料1金属的分类（1）冶金工业黑色金属：Fe、Cr、Mn（黑色金属的颜色不一定是黑色，如纯净的铁、铬的颜色是银白色）有色金属：除Fe、Cr、Mn以外的所有金属（2）按密度轻金属：密度4.5g/cm3（如钠、镁、铝）重金属：密度4.5g/cm3（如铁、铜、W）w.w.w.k
8、.s.5.u.c.o.m（2）铝合金（3）按自然界中的含量常见金属：如铁（4.75%） 铝（7.7%） 钙（3.45%）等稀有金属：如锆、铌、钼等2金属的通性：有金属光泽、有延展性，是电和热的良导体，具有还原性。4钢铁（1）生铁：含碳量24.3%，硬度大，但较脆且不易机械加工。（2）普通钢：含碳量0.03%2%，增加了铁锰等元素，改善了铁的性能，但易锈蚀。（3）不锈钢：在普通钢基础上，加入铬镍等元素，含铬在一般在12以上，在空气中能保持金属光泽，且有不生锈的特性。说明：由于铬元素的加入，能使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜，防止内部铁与外界物质接触。镍元素的加入，使不锈钢在酸碱盐的水溶液中也能具
9、有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。5金、银、铜等金属材料（1）物理性质 特性：金是黄色金属；银是白色金属；铜是紫红色金属。 共性：硬度较小，熔点较高，密度较大，具有金属光泽、良好的延展性、导电性和导热性。（2）化学性质：金、银、铜都属于不活泼金属，相对而言，其活泼程度依次增强。 金：金是最稳定的金属之一，在高温下也不能与氧气反应，不能被硝酸等强氧化性酸氧化。但金能溶解在王水中。 银：银虽然不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中：Ag2HNO3 (浓)AgNO3NO2H2O；3Ag4HNO3 (稀)3AgNO3NO2H2O 铜：a 与非金属单质反应： 2CuO2 2CuO；2 CuS
10、 Cu2S；CuCl2CuCl2b 与酸反应：与银相似，铜不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中：Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2OCu4HNO3 (浓)Cu(NO3)2 2NO22H2O3Cu8HNO3 (稀) 3Cu(NO3)2 2 NO 4H2Oc 与盐溶液反应： Cu2FeCl3CuCl22FeCl2d 铜的锈蚀：铜在干燥空气中性质稳定，但在潮湿空气中会被腐蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈：2CuO2H2OCO2 Cu2(OH)2CO36铜的常见化合物（1）颜色、溶解性：CuO黑色、难溶；Cu2O红色、难溶；Cu2S黑色、难溶；CuSO4白色、易溶；CuSO45H2O蓝色、易溶；Cu2(OH)2CO3绿色、难溶；Cu(OH)2蓝色、难溶。（2）化学性质氧化铜a. 氧化铜有金属氧化物的性质，例如： CuO2HClCuCl2H2O b. 氧化铜具有弱氧化性，可与某些还原剂反应。例如：H2CuO CuH2O； C2CuO 2CuCO2；COCuO CuCO2；2NH33CuO 3CuN23H2Oc. 氧化铜在高温下可发生分解反应： 4CuO 2Cu2OO2硫酸铜： CuSO4 晶体与无水CuSO4之间可以相互转化CuSO45H2O CuSO45H2O；CuSO45H2OCuSO45H2O用心 爱心 专心
