齊國五百壯士?主題:曾鮮見于王侯貴族,現屢現與尋常百姓,下面我們就來聊聊關于齊國五百壯士?接下來我們就一起去了解一下吧!
主題:曾鮮見于王侯貴族,現屢現與尋常百姓
作者:曆史學的還不錯 糖衣化學系列——同時歡迎志同道合的朋友加入我們。
上回我們講到了鎂及其合金有着重要的工業用途,鎂因為其密度小的特征應用航空航天工業,鋁也是一種密度比較小的金屬,并且有着優良延展性和導電性能。雖然在地殼元素含量中鋁位于第三位,僅次于氧和矽,是鐵的兩倍、銅的近千倍。地殼中中含量如此豐富,現在鋁的應用相當的普遍,如鋁合金的門窗、鋁制的易拉罐、鋁制的電纜……,但是鋁的發現和工業化生産相對銅和鐵則晚的多,被稱為"年輕的金屬"。現在看上去爛大街的鋁,曾經是無比的珍貴,甚至發現元素周期律的門捷列夫在接受硬功皇家學會的最高獎賞是一件金屬鋁和金制成的天平,拿破侖三世因為用鋁制了一頂頭盔而轟動一時。這是為什麼呢?
金屬鋁之所以含量豐富,但是卻成為"年輕的金屬"是因為鋁很容易失電子,與氧氣結合得非常牢固,不易被還原所導緻的。
最早德國化學家施塔爾注意到明礬中含有一種與當時已經發現的金屬元素性質不同的金屬元素,1754年馬拉格夫把純堿加入到明礬溶液中制備到了"礬土",在加硫酸又得到了明礬,可是他們都沒有抓住機會,都與鋁元素的發現失之交臂。
1825年,丹麥科學家奧斯特成功把鋁土中的金屬元素分離出來,但是鋁的純度不理想,加之發表論文的刊物不出名,沒有引起化學界的關注。1827年德國化學家維勒在實驗中用金屬鉀置換得到了一種灰色的粉末狀的金屬,雖然金屬數量不多,而且還混有鉀、氧化鋁等雜質,因為他明确指出了這種金屬的一些化學性質,被公認為鋁的發現者。1854年法國科學家德維爾又通過金屬鈉還原氯化鋁得到了有金屬光澤的鋁球,從此便開始了金屬鋁的工業生産。但是這種方法生産出來的鋁,價格比黃金還要貴,當時的鋁根本不會被用作工業和生活用品,更多的是做首飾和奢侈品。後來人們成功用電解的方法制備得到了鋁,鋁的生産成本才大大降低,價格也就降了下來,曾經隻是王室貴族才可以使用的奢侈品,慢慢變成了尋常百姓也可以使用金屬材料。
下圖是兩種不同用鋁土礦為原料制備鋁的工藝流程圖。
流程中利用了氧化鋁和氫氧化鋁的兩性來實現氧化鋁的提純,最後通過電解氧化鋁來實現鋁的制備,其中利用冰晶石降低氧化鋁的熔點。
鋁非常活潑,不僅可以與酸反應,還可以與堿反應産生氫氣,與氧氣等非金屬單質也可以發生化合反應,也是因為鋁非常活潑才導緻鋁元素的發現比較晚,制備比較苦難。但是這麼活潑的鋁卻可以用來制備很多炊具、易拉罐、食品包裝、輸電線路等,使用中的鋁腐蝕速度卻并快,為什麼呢?這是因為鋁與氧氣可以迅速化合成為緻密氧化鋁薄膜并阻止繼續被氧化。而強酸或強堿溶液可以與氧化鋁反應,在酸性條件下生成鋁離子、堿性條件下則轉化為偏鋁酸根離子,在溶液中可以水解生成氫氧化鋁。之所以可以用明礬淨水就是因為明礬中的鋁離子在溶液中水解生成氫氧化鋁膠體,膠體可以吸附水中的懸浮物。
鋁因其活潑性還可以發生鋁熱反應。鋁熱反應是鋁與一些金屬氧化物在高溫下發生的置換反應,同時會釋放出大量的熱。可以利用鋁熱反應制備鉻、錳等難溶的金屬。又因為鋁熱反應放出大量的熱,鐵路工人可以利用鋁和氧化鐵的鋁熱反應焊接鋼軌,該方法有裝置和操作簡單的特點。
雖然鋁熱反應可以制備得到鐵,但是工業上鐵的制備卻不是用鋁還原,甚至曆史上鐵的使用要遠遠早于鋁,請大家繼續關注下回"決定了封建社會生産力的金屬——鐵"。
一家之言,對"如何才能把化學知識處理的讓學生喜聞樂見"您怎麼看,留言區見!
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