使用者:脂肪酸鈉/草稿本2

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高中化學/目錄/鋁及其重要化合物[編輯]

鋁單質[編輯]

鋁單質

鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素,然而對鋁金屬的利用卻是近代(1825年)才開始的。這是由於鋁的化學性質較為活潑,把鋁從其化合物中還原出來較為困難的緣故。

冰晶石(主要成分為)能降低的熔點。

工業上主要通過電解來製取鋁。

鋁及其合金由於具有低密度、耐腐蝕及易加工的特點,被廣泛應用於航空太空、交通及結構領域[1]

元素周期表局部
Li Be B C N
Na Mg Al Si P
K Ca Ga Ge As

觀察鋁在元素周期表中所占的位置,我們會發現它剛好在金屬與非金屬的分界線附近;這使得鋁除了擁有一般的金屬所具備的性質之外,還有其他一些奇特的化學性質。

實驗

分別向裝有鹽酸和氫氧化鈉溶液的試管中投入鋁箔,觀察現象。

除了可以和酸反應外,鋁單質還能與鹼反應,且同樣能產生氫氣。

[2]

鋁的這種既能與酸反應又能與鹼反應的化學性質被稱之為「兩性」,這種性質和鋁在周期表中的位置有關。在之後的鋁的相關化合物的學習中我們將能更深刻地體會到這點。

氧化鋁和氫氧化鋁[編輯]

氧化鋁[編輯]

我們知道,生鐵暴露在潮濕空氣中很容易生鏽,時間一長更會「從里鏽到外」。從金屬活動順序表中我們能得到,鋁是要比鐵更活潑的;但同時我們也清楚,生活中鋁器不如鐵器那麼容易生鏽。這是為什麼呢?

鋁在空氣中會被氧化為氧化鋁,加熱可以加速這一過程。我們通過以下的實驗來探究這個問題吧!

實驗
  1. 取兩片鋁箔,一片打磨乾淨;
  2. 用坩堝鉗夾住鋁箔,把它們放到酒精燈下灼燒。

我們可以發現,這兩片鋁箔都出現了熔而不滴的現象。鋁的熔點在660°C,酒精燈的火焰可以達到這個溫度。但鋁在高溫中會迅速與空氣中的氧氣反應,形成一層緻密的氧化膜。Al2O3的熔點在2054 °C,可以阻止鋁的進一步反應。這層氧化膜很薄,通常在生活生產中還需要通過陽極處理等方式加厚。

藍寶石(主要成分為Al2O3

氧化鋁的俗名是剛玉,其硬度大、耐高溫,可做磨料和耐火材料(如坩堝);某些天然寶石的主要成分也是氧化鋁。氧化鋁幾乎不溶於任何溶劑,但易溶於酸或鹼。

我們知道,和酸反應只生成鹽和水的氧化物被稱之為鹼性氧化物,如Fe2O3;和鹼反應只生成鹽和水的氧化物被稱之為酸性氧化物,如CO2。顯然,Al2O3同時滿足這兩個定義,所以我們稱之為兩性氧化物

氫氧化鋁[編輯]

注釋[編輯]

  1. Wikipedia:鋁#鋁的應用
  2. (四羥基合鋁酸根離子)在早期曾被認為是(偏鋁酸根離子),後來這被證明是錯誤的,但某些教材和資料為表達方便仍採用了後者的形式。