【正文】 為主形成了長(zhǎng)江三角洲鈦加工及其設(shè)備制 造集團(tuán)。該集團(tuán)便捷的市場(chǎng)、開放的理念是其優(yōu)勢(shì)，很具發(fā)展?jié)摿Α? (二 )鈉 金屬鈉有相當(dāng)大的一部分用于制造一種抗爆劑 ——四乙基鉛，它能降低汽油的爆震性，減少在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用汽油時(shí)發(fā)生的噪音。四乙基鉛通常是使氯乙烷跟金屬鈉和鉛的合金 (鈉鉛齊 )反應(yīng)而制成的。 4C2H5Cl＋ 4Na＋ Pb====(C2H5)4Pb＋ 4NaCl 金屬鈉能從鈦、鋯、鈮、鉭等金屬元素的化合物中把它們置換出來。例如：鈮和鉭通常是共生在某一種礦物內(nèi)，一般是先分離它們的氟化物，然后再用金屬鈉置換出鈮和鉭。 NbF5＋ 5Na====Nb＋ 5NaF TaF5＋ 5Na====Ta＋ 5NaF 鈉還用于制造過氧化鈉等化合物。 鈉和鉀組成的合金在常溫時(shí)是液體，用于快中子增殖反應(yīng)堆作熱交換流體。下面列出幾種鈉鉀合金的熔點(diǎn)。 鈉鉀熔點(diǎn) 鈉 鉀 熔點(diǎn) /℃ 20％ 80％ 10 22％ 78％ 11 24％ 76％ 40％ 60％ 5 高壓鈉燈現(xiàn)在已大量應(yīng)用于道路和廣場(chǎng)的照明。由于它不降低照度水平而又能減少能源消耗，所以有取代高壓汞燈的趨勢(shì)。早在 1950 年就在實(shí)驗(yàn)室中解決了鈉蒸氣的氣體放電發(fā)光問題，但由于需要解決在高 溫高壓下鈉蒸氣有很強(qiáng)的腐蝕性的問題，直到 1965 年才制出了第一只高壓鈉燈。高壓鈉燈雖問世較晚，但發(fā)展很快。 鈉燈也可用于洗相的暗室，因?yàn)檫@種黃光不會(huì)使相紙曝光。 堿金屬的氫化物 堿金屬跟鹵素起反應(yīng)，生成堿金屬的鹵化物，它們都是離子化合物。在反應(yīng)中，堿金屬的原子失去 1個(gè)電子，鹵素的原子得到 1 個(gè)電子，形成最外層為 8 個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。我們知道，像氦原子那樣最外電子層是 K 層，只要有 2 個(gè)電子，就形成了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。那么，由此可以推理， K 層只有 1 個(gè)電子的氫原子，是否也可以因得到 1個(gè)電子而形成最外電子 層的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)呢？ 事實(shí)正是如此，當(dāng)堿金屬跟氫氣發(fā)生反應(yīng)時(shí)，就生成堿金屬的氫化物，它們都是離子化合物，其中氫以陰離子 H的形式存在，氫顯 1 價(jià)。它們的結(jié)構(gòu)可以用電子式表示如下： 電子式 Li+[∶ H] Na+[∶ H] K+[∶ H] Rb+[∶ H] Cs+[∶ H] 堿金屬的氫化物 LiH NaH KH RbH CsH 氫化物中的氫跟鹵化物中的鹵素，在原子結(jié)構(gòu)上有一些相似的地方，因?yàn)樗鼈兌嫉玫?1個(gè)電子而形成陰離子。由此也可以說，氫元素在一定程度上 有著類似鹵素的性質(zhì)。當(dāng)然，氫沒有鹵素那樣活潑，它接受電子的能力也比鹵素弱，因此成為陰離子的傾向也比較弱。在這里，試比較氫和鹵素中的溴在接受電子以后的能量變化。 從 Br2變成 Br是放熱的，從 H2變成 H是吸熱的，所以只有很活潑的金屬，如堿金屬和堿土金屬才能跟氫生成離子型的氫化物，如 NaH、 CaH2等。 堿金屬的氫化物是強(qiáng)還原劑，用于有機(jī)合成，制備堿金屬的硼氫化物 (如 NaBH4)、鋁氫化物 (如 NaAlH4)等。鋼制品的除銹可以用氫化鈉，即把鋼制品浸在 NaH 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2％的熔融 NaOH槽中，鐵 銹因被還原為鐵而除去。 LiH 是一種氫氣發(fā)生劑，用于軍事上或其他需要?dú)錃獾膱?chǎng)合。 LiH＋ H2O====LiOH＋ H2↑ 堿金屬氫化物的制法通常是使堿金屬跟氫氣直接反應(yīng)。氫化鋰是由熔融的鋰跟氫氣直接反應(yīng)而生成的。 2Li＋ H2====2LiH 生成的物質(zhì)必須保存在惰性的氣體中，以避免著火。熔融鈉在 100～ 110 ℃ 開始吸收氫氣，到 300～ 400 ℃ 時(shí)反應(yīng)較快。氫化鈉在鈉的表面上形成，這層氫化鈉阻止了反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。生產(chǎn)上，使金屬鈉分散在高熔點(diǎn)的烴類里或跟熔融的氯化鈉混合，以保證鈉跟氫氣的接觸。堿金屬的氫化 物是一類相當(dāng)重要的化合物，限于篇幅，課本沒有講述，這里提供一些有關(guān)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制法和它們?cè)诂F(xiàn)代工業(yè)和科技方面的用途，以供參考。 （三）鋁 ——鋁 許多人常常以為鐵是地殼中最多的金屬。其實(shí)，地殼中最多的金屬是鋁，其次才是鐵。鋁占整個(gè)地殼總重量的 ％，差不多比鐵多一倍！地球上到處都有鋁的化合物，像最普通的泥土中，就含有許多氧化鋁。說了這么多，鋁到底是一種什么樣的金屬呢？ 鋁：一種化學(xué)元素，化學(xué)符號(hào) Al，原子序數(shù) 13，相對(duì)原子質(zhì)量 539，屬第三周期 Ⅲ A族。 鋁是一種銀白色的輕金屬，純凈的鋁很軟，可以壓成很薄的箔，現(xiàn)在包糖果、香煙的 “銀紙 ”，其實(shí)大都是鋁箔。在生活中，我們到處都可以看到鋁的 “影子 ”。我們平常使用的硬幣，是鋁制的；在廚房里，我們還可以看到鋁鍋、鋁盆、鋁勺 …… 然而，在一百多年前， 鋁卻被認(rèn)為是一種稀罕的貴金屬，價(jià)格比黃金還貴，甚至還被列為 “稀有金屬 ”之一。真是怪事，鋁怎么比金子還貴？這件事說起來也不奇怪。因?yàn)殇X的價(jià)值貴賤，完全取決于煉鋁工業(yè)的水平。在一百多年前，人們用鈉還原法來制造鋁，當(dāng)時(shí)鈉的價(jià)格十分昂貴，所以鋁的價(jià)格就更加貴了。據(jù)說有一次法國(guó)皇帝拿破 侖三世舉行了一次宮廷宴會(huì)，來賓都用金碗喝酒，唯獨(dú)皇帝一人在用鋁碗，來賓都對(duì)皇帝的鋁碗羨慕不已。然而到了 19 世紀(jì)末，人們發(fā)明了大量生產(chǎn)鋁的方法，這時(shí)鋁的價(jià)格一下子跌了許多，人們才開始普遍使用鋁制產(chǎn)品。 發(fā)現(xiàn)： 1825年丹麥 ，并蒸掉汞后得到金屬鋁。1854 年 ,制得金屬鋁 ,并在 1855 年的巴黎博覽會(huì)上展示。 1886 年 法，使鋁的價(jià)格大降，成為可供實(shí)用的 金屬。 存在：鋁在地殼中的含量為 8％ ,僅次于氧和硅。它廣泛分布于巖石、泥土和動(dòng)植物體內(nèi)。巖石中的鋁主要以硅酸鋁形式存在。巖石風(fēng)化時(shí)，硅酸鋁沉積為黏土礦或脫水成鋁土礦。剛玉是純的結(jié)晶氧化鋁，含鋁礦石還有明礬、冰晶石等。 物理性質(zhì)：鋁為銀白色的輕金屬 。熔點(diǎn) ℃ ,沸點(diǎn) 2 467 ℃ ,相對(duì)密度 。鋁為面心立方結(jié)構(gòu)。純鋁較軟，其強(qiáng)度依賴于它的純度。鋁具有良好的延展性。硅、銅、鐵、鋅、錫、鎂、錳等金屬易溶于熔融鋁中形成相應(yīng)的合金；氫是能溶于鋁中的唯一氣體，其溶解度隨溫度升高而增大，但 在金屬凝結(jié)時(shí)接近于零。鋁具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。純鋁的電導(dǎo)率是退火銅的 64％。溫度在 50 K 以下時(shí)電阻率小于極純的銅和銀 ,在 K 以下可變?yōu)槌瑢?dǎo)體。 化學(xué)性質(zhì)：鋁在化合物中通常表現(xiàn)為＋ 3價(jià)氧化態(tài) ,在高溫時(shí)有＋ 1 價(jià)氧化態(tài)。鋁是活潑金屬，常溫下，在干燥空氣中鋁的表面立即形成厚度約為 50 埃的致密氧化膜，使鋁不會(huì)進(jìn)一步氧化并能耐水的腐蝕，這層氧化膜可吸著染料而使鋁著色，還可在硼酸、磷酸中借陽極氧化而加厚，以提高其耐腐蝕性。但細(xì)粉狀的鋁與空氣混合則極易燃燒。鋁與氧化合時(shí)的生成熱很高；在高溫下能將許多金屬 氧化物還原為相應(yīng)的金屬。鋁還能與鹵素、硫、氮、磷和碳等作用。熔融的鋁能與水猛烈反應(yīng)，生成氫氧化鋁和氫。鋁是兩性的，既易溶于強(qiáng)堿形成鋁酸鹽和氫，也能溶于稀酸，生成相應(yīng)的鋁鹽和氫。 但鋁的純度越高 ,與酸的反應(yīng)越慢， ％以上的純鋁只溶于王水，在冷的濃硫酸和濃硝酸中鋁表面被鈍化。 制法：現(xiàn)代電解鋁的方法是將氧化鋁溶解于冰晶石（作為電解質(zhì)）中 ,以鋼制電解槽的石墨襯里為陰極 ,石墨棒為陽極，在約 1 000 ℃ 進(jìn)行電解，在陰極得到液態(tài)的金屬鋁，純度可達(dá) ％。 鋁的性質(zhì)與用途的關(guān)系： 物質(zhì)的用途決定于物質(zhì)的性質(zhì)。由于鋁有多種優(yōu)良性能，因而鋁有著極為廣泛的用途。下面介紹鋁在幾個(gè)方面的用途。 (1)鋁的密度小 (僅為 gcm3)，雖然比較軟，但可制成各種鋁合金 (如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等 )，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外，導(dǎo)彈、宇宙火箭、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其合金。例如，一架超音速飛機(jī)約由 70％的鋁及其合金構(gòu)成。每枚導(dǎo)彈的用鋁量約占總重量的 10％～ 15％。據(jù)報(bào)道，國(guó)外已鋪設(shè)有鋁質(zhì)的火車軌道，其耗電量比普通鐵軌節(jié)省一半。船舶建造中也大量使用鋁，一艘大型客 船 (15 000 t)，用鋁量達(dá)2 000 t。 (2)鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅，雖然它的導(dǎo)電率為銅的 2／ 3，但密度只有銅的 1／ 3，所以輸送同量的電，鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力，而且有一定的絕緣性，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有廣泛的用途。 (3)鋁是熱的良導(dǎo)體 (比鐵的導(dǎo)熱能力大 3 倍 )，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和 炊具等。 (4)鋁有較好的延展性 (僅次于金和銀 )，在 100～ 150 ℃ 時(shí)可制成薄于 mm的鋁箔，廣泛用于包裝香煙、糖果等，還可 制成鋁絲、鋁條，并能軋制各種鋁制品。 (5)鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜，不易受到腐蝕，常被用來制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、液態(tài)天然氣的輸送管道等。 (6)鋁粉具有銀白色光澤 (一般金屬在粉末狀時(shí)的顏色多為黑色 )，常用來作涂料 (俗稱銀粉、銀漆 )，保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀。 (7)鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物 ,如銨鋁炸藥 (由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機(jī)物混合而成 )、燃燒混合物 (如用鉛熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等 )和照明混合物 (如含硝酸鋇 68％、鋁粉28%、蟲膠 4%)。 (8)鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接