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铝的物理化学性质

芷琼分享

  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?接下来学习啦小编为你整理了铝的物理化学性质,一起来看看吧。

  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
19Al
13
6
19.0(218)#
<(35) ns #
   
20Al
13
7
(20.0194)#
<3(5) ns #
   
21Al
13
8
21.02804(32)#
<35 ns
1/2+#
 
22Al
13
9
22.01952(10)#
59(3) ms
(3)+
 
23Al
13
10
23.007267(20)
470(30) ms
5/2+#
 
24Al
13
11
23.9999389(30)
2.053(4) s
4+
 
25Al
13
12
24.9904281(5)
7.183(12) s
5/2+
 
26Al
13
13
25.98689169(6)
7.17(24)E+5 a
5+
 
27Al
13
14
26.98153863(12)
稳定
5/2+
1.0000
28Al
13
15
27.98191031(14)
2.2414(12) min
3+
 
29Al
13
16
28.9804450(13)
6.56(6) min
5/2+
 
30Al
13
17
29.982960(15)
3.60(6) s
3+
 
31Al
13
18
30.983947(22)
644(25) ms
(3/2,5/2)+
 
32Al
13
19
31.98812(9)
31.7(8) ms
1+
 
33Al
13
20
32.99084(8)
41.7(2) ms
(5/2+)#
 
34Al
13
21
33.99685(12)
56.3(5) ms
4-#
 
35Al
13
22
34.99986(19)
38.6(4) ms
5/2+#
 
36Al
13
23
36.00621(23)
90(40) ms
   
37Al
13
24
37.01068(36)
10.7(13) ms
   
38Al
13
25
38.01723(78)
7.6(6) ms
   
39Al
13
26
39.02297(158)
7.6(16) ms
3/2+#
 
40Al
13
27
40.03145(75)#
10# ms [>260 ns]
   
41Al
13
28
41.03833(86)#
2# ms [>260 ns]
3/2+#
 
42Al
13
29
42.04689(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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