世界观点:铝的物理化学性质

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铝。银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。那么你知道关于铝的物理性质和化学性质吗?接下来小编为你整理了铝的物理化学性质,一起来看看吧。


(资料图片)

铝的物理性质

基本物性

铝为银白色轻金属。有延展性。商品常制成柱状、棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。用酸处理过的铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,不溶于水,但可以和热水缓慢地反应生成氢氧化铝[4] ,相对密度2.70,弹性模量70Gpa,泊松比0.33。熔点660℃。沸点2327℃。以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛使用。做日用皿器的铝通常叫“钢精”或“钢种”。Al 在(室温)25℃的热膨胀系数0.0000236mm/℃ 或23.6ppm*k-1。

同位素

铝有24种同位素,其中只有一种是稳定的。同位素列表如下:

符号质子中子质量半衰期自旋相对丰度
19Al13619.0(218)#<(35) ns #
20Al137(20.0194)#<3(5) ns #
21Al13821.02804(32)#<35 ns1/2+#
22Al13922.01952(10)#59(3) ms(3)+
23Al131023.007267(20)470(30) ms5/2+#
24Al131123.9999389(30)2.053(4) s4+
25Al131224.9904281(5)7.183(12) s5/2+
26Al131325.98689169(6)7.17(24)E+5 a5+
27Al131426.98153863(12)稳定5/2+1.0000
28Al131527.98191031(14)2.2414(12) min3+
29Al131628.9804450(13)6.56(6) min5/2+
30Al131729.982960(15)3.60(6) s3+
31Al131830.983947(22)644(25) ms(3/2,5/2)+
32Al131931.98812(9)31.7(8) ms1+
33Al132032.99084(8)41.7(2) ms(5/2+)#
34Al132133.99685(12)56.3(5) ms4-#
35Al132234.99986(19)38.6(4) ms5/2+#
36Al132336.00621(23)90(40) ms
37Al132437.01068(36)10.7(13) ms
38Al132538.01723(78)7.6(6) ms
39Al132639.02297(158)7.6(16) ms3/2+#
40Al132740.03145(75)#10# ms [>260 ns]
41Al132841.03833(86)#2# ms [>260 ns]3/2+#
42Al132942.04689(97)#1# ms

备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。

铝的化学性质

铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃(1埃=0.1纳米)的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈相应的金属;铝是两性的,极易溶于强碱,也能溶于稀酸。

与酸反应

2Al +6HCl ==== 2AlCl₃+ 3H₂↑

2Al + 3H₂SO₄(稀)==== Al₂(SO₄)₃+ 3H₂↑

Al + 6HNO₃(浓)==Δ==Al(NO₃)₃+ 3NO₂↑+ 3H₂O

Al + 4HNO₃(稀)==== Al(NO₃)₃+ NO↑+ 2H₂O

8Al + 30HNO₃(较稀)====8Al(NO₃)₃+ 3N₂O↑+ 15H₂O

8Al + 30HNO₃(极稀)====8Al(NO₃)₃+ 3NH₄NO₃+ 9H₂O

6CH₃COOH+2Al=2Al(CH₃COO)₃+3H₂↑

与碱反应

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

与非金属反应

4Al+3O₂====2Al₂O₃(点燃)

2Al+3Cl₂====2AlCl₃ (点燃)

2Al+3S====Al₂S₃ (加热)

铝热反应

2Al + Fe₂O₃==点燃== Al₂O₃+2Fe(铝热反应)

8Al + 3Fe₃O4==高温== 4Al₂O₃+9Fe

与水反应

2Al+6H₂O(沸水)==Δ==2Al(OH)₃+3H₂↑

铝和水的反应是 2Al+6H₂O=2Al(OH)₃+3H₂↑,反应实质:水是极弱的电解质,但在水中能电离出氢离子和氢氧根离子与铝反应,生成Al(OH)₃和H₂。反应条件可加热也可以在常温下进行,在常温下起现象很难观察。根据铝的还原性可推断铝可以与水反应,但实验发现,铝与沸水几乎没有反应现象,不过铝在加热条件下就可以与水蒸汽发生明显反应,但反应一开始就与水中的氧气生成致密氧化膜阻止反应进一步进行。


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关键词: 物理化学
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