铝是一种银白色的轻金属,具有多种优良特性。其密度低、质地软、延展性好、导电性和导热性佳,在潮湿空气中易形成氧化膜防止腐蚀。
什么是铝
铝(Aluminium)是一种金属元素,其元素符号为Al,原子序数为13,属于IIIA族,铝是银白色轻金属,具有延展性,商品常制成棒状、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,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、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,难溶于水,相对密度2.70,熔点660℃,沸点2327℃。
铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素,其蕴藏量在金属中居第2位,在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。
铝的性质
1、物理性质:
颜色、状态:银白色金属,具有良好的光泽。
密度:约2.70g/cm³,密度较小,属于轻金属。
熔点和沸点:熔点660℃,沸点2327℃。
导热性和导电性:导热率和导电率较高,在金属材料中具有较高的热导率和电导率。
延展性:具有良好的延展性,可以被加工成各种形状的产品。
2、化学性质:
与氧气反应:在常温下,铝表面易与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝继续与氧气反应,起到保护作用,但在高温条件下,铝能与氧气剧烈反应,释放出大量的热。
与酸反应:铝可以与稀硫酸、盐酸等酸反应,生成相应的铝盐和氢气,2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑。
与碱反应:铝能够与强碱溶液反应,生成偏铝酸盐和氢气,2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑。
与水反应:通常情况下,铝与水不直接反应,但如果是高温熔融状态的铝则可以与水发生反应,生成氢氧化铝和氢气。
铝的用途
1、航空领域:由于铝的密度小、强度高,是制造飞机的理想材料,现代飞机的机身、机翼等大部分结构都是用铝合金制造的,可以减轻飞机的重量,提高燃油效率和飞行性能。
2、建筑领域:铝合金用于门窗框架、幕墙等建筑材料,具有美观、耐腐蚀、重量轻等优点;一些大型建筑的结构件也会用到铝合金材料,以减轻建筑物的自重,同时保持良好的强度和稳定性。
3、电力领域:铝的导电性良好,被广泛应用于电线电缆的制造,铝线相对于铜线具有成本低、重量轻的优势,在一些对导电性要求不是特别高的场合,如低压配电线路、家用电器的电源线等,常常使用铝线。
4、交通领域:在汽车制造中,铝合金可用于发动机零部件、车身结构、轮毂等部位,以减轻车辆重量,提高燃油经济性和操控性能;在轨道交通方面,如高铁、地铁等的车厢结构、车体外壳等也大量使用铝合金材料。
5、包装领域:铝箔因其良好的延展性、阻隔性和保鲜性,常被用于食品、药品等的包装,铝箔可以有效地隔绝氧气、水分和光线,保持产品的质量和新鲜度。
6、其他领域:铝还应用于机械制造、电子电器、石油化工等众多领域,在机械制造中,铝合金可用于制造各种机械零件和设备;在电子电器领域,铝被用于制造散热器、外壳等部件。
铝的制备方法
目前工业生产原铝的唯一方法是霍尔-埃鲁铝电解法,该方法是以氧化铝为原料、冰晶石(Na₃AlF₆)为熔剂组成的电解质,在950℃970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧。
铝对人体健康的影响
世界卫生组织于1989年正式将铝确定为食品污染物,人体中铝元素含量太高时,会影响肠道对磷、锶、铁、钙等元素的吸收,还可能会对神经系统、骨骼等造成损害,在日常生活中应避免过量摄入铝。
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