第三节 铜和铝

金属的种类很多。只要留神观察一下周围的物质,你便会发现到处都有金属的“踪迹”。目前在自然界中发现的金属已多达 80 余种,除铁以外,铜和铝是较为常见的两种。

铜和铝的物理性质

[实验 1—5]观察金属铝(Al)、铜(Cu)的实物标本,比较它们的颜色和状态;将这两种金属互相刻划,比较它们的硬度。

铜和铝都有特殊的光泽。铝具有银白色光泽,铜具有紫红色光泽。

铜和铝都有良好的导电性和导热性。例如,电线就是用铜或铝制作的, 锅或壶通常是用铝来制作的。

铜和铝通过机械加工后,可被制成薄片或抽成细丝,从而制成不同形状、不同用途的制品。金属的这种物理性质叫做延展性。铜和铝的密度、硬度、熔点、沸点等,各不相同。

铜和铝都能跟氧气反应

能跟氧气发生反应,这是铜和铝的一种重要的化学性质。

【想一想】镁在空气中燃烧时发生的现象。镁跟氧气的反应可表示如下: 镁+氧气第三节 铜和铝 - 图1氧化镁

(Mg)(O2) (MgO)

[实验 1—6]取一束细铜丝,用砂纸打磨后,观察它的颜色和状态。将铜丝置于酒精灯火焰上灼烧,观察铜丝表面发生了什么现象?亮红色的铜丝在灼烧时生成的黑色物质,是铜和空气中的氧气反应生成的氧化铜(CuO)。这个化学反应可表示为:

铜+氧气第三节 铜和铝 - 图2氧化铜

(Cu)(O2) (CuO)

镁、铜与氧气的反应的共同特点是反应物都是两种,而生成物只有一种。像这类由两种或两种以上物质生成一种其它物质的反应,叫做化合反应。

铝也能跟氧气发生化合反应,反应时生成氧化铝。这方面的知识将在第四章里介绍。

铜和铝的应用

铜是人类历史上使用最早的金属。远在 3000 多年以前,我们的祖先就能从孔雀石中冶炼出铜,而且铸造出农具、武器和祭祀用品等多种铜器。铝的冶炼和使用时间较晚,至今只有 100 多年的历史,但其用途越来越广泛,被人们称为“年轻的金属”。世界上当前的金属产量中,铝占第二位,铜占第三位。

由于铜和铝有良好的导电性,它们广泛用于电器工业,制作电线、电缆和各种电器设备。全世界每年用于电器工业的铜约占铜总产量的一半。

铝有优良的延展性,能被抽成细丝,也能被压成铝箔。铝箔常用来包装糖果、香烟、胶卷等。铝粉跟某些油料混合制成“银粉”油漆,用来防锈。铝的表面反射能力极强,可镀涂在聚光灯、探照灯和太阳能灶的反射面上。此外,在铜或铝里加进另外一些金属成分,熔合后可以改变铜和铝的性

能,使其用途更为广泛。例如,黄铜(含有锌的成分)和青铜(含有锡的成分), 用于制作军事上的枪弹、炮弹,化学工业里的热交换器、冷冻装置的有关部件等。又如,硬铝(含镁、锰、硅的成分)的硬度相当于钢,且密度又小,广泛用于汽车、船舶和飞机等制造业。