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 +6H2O = 3H2↑ + 2Na[Al(OH)4];2Al +6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
由化学方程式可知,只要在酸碱足量的情况下,生成H2 的多少决定于参加反应的铝的多少。生成相同物质量的H2 ,消耗掉铝的质量比相同。
答案: 1:1
研习点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
①与酸反应: Al2O3 +6HCl= 2AlCl3 +3H2O(Al2O3 +6H+ = 2Al3+ +3H2O)