性状:难溶于水的白色固体,无臭、无味、质极硬,易吸潮而不潮解(灼烧过的不吸湿)。氧化铝是典型的两性氧化物(刚玉是α形属于六方密堆积,是惰性化合物,微溶于酸碱耐腐蚀 [1]),能溶于无机酸和碱性溶液中,几乎不溶于水及非极性有机溶剂;相对密度(
储存:密封干燥保存。
用途:用作分析试剂、有机溶剂的脱水、吸附剂、有机反应催化剂、研磨剂、抛光剂、冶炼铝的原料、耐火材料。
Al2O3有多种变体,常见的是α,γ型都是白色晶体。
自然界中的刚玉是α型属于六方密堆积,熔点,硬度高,不溶于酸碱耐腐蚀,绝缘性好。
将氢氧化铝与偏氢氧化铝或铝铵矾在723K共热可得γ型,不溶于水,但吸水性很强,有强吸附能力与催化活性。
β形有离子传导能力,允许Na+通过。
1.红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝,因为其它杂质而呈现不同的色泽,蓝宝石则含有氧化铁和氧化钛而呈蓝色。
2.在铝矿的主成份铁铝氧石中,氧化铝的含量高。工业上,铁铝氧石经由Bayer process纯化为氧化铝,再由Hall-Heroult process转变为铝金属。
3.铝与空气中的氧气反应,生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。
4.铝为电和热的良导体。氧化铝的晶体形态因为硬度高,适合用作研磨材料及切割工具。
5.氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。
6.2004年8月,在美国3M公司任职的科学家开发出以铝及稀土元素化合成的合金制造出称为transparent alumina的强化玻璃。
α型氧化铝
在α型氧化铝的晶格中,氧离子为六方紧密堆积,Al3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心,晶格能很大,故熔点、沸点很高.α型氧化铝不溶于水和酸,工业上也称铝氧,是制金属铝的基本原料;也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器;还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等;高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料;还用于生产现代大规模集成电路的板基.
γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得,工业上也叫活性氧化铝、铝胶。其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积,Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中。γ型氧化铝不溶于水,能溶于强酸或强碱溶液,将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝.γ型氧化铝是一种多孔性物质,每克的内表面积高达数百平方米,活性高吸附能力强。工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒,耐压性好.在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体;在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂,还用于色层分析;在实验室是中性强干燥剂,其干燥能力不亚于五氧化二磷,使用后在175℃以下加热6-8h还能再生重复使用。
工业化大规模生产电解铝的主要工艺过程是一个熔盐电化学过程,用简单的化学式可表示如下:
熔盐电解
主反应:Al2O3+2C → 2Al+CO₂↑+CO↑
阳极 960~990℃阴极
副反应:AlF3+C→Al+CF3
3NaFAlF3+C →Al+NaF+CF4+F2
NaF+C → Na+CF4
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