为什么拿破仑三世钟爱铝制王冠和餐具

古代的帝王大多钟爱金银珠宝做的皇冠，然而法国皇帝拿破仑三世却给自己制造了一顶铝王冠，以此来显示自己的尊贵无比。不仅如此，在举行宴会时，拿破仑使用的餐具也是铝制的，而其他客人用的却是银制餐具。黄金王冠光芒四射，银制餐具亮光闪闪，远比铝制王冠和餐具贵重和华丽，但为什么拿破仑三世却独独钟爱铝制王冠和餐具呢？

原来，这还是因为物以稀为贵。地球上的铝其实并不少，它是地壳中含量丰富的元素，仅次于氧和硅，位居金属元素的首位，比铁几乎多1倍，是铜的近千倍。但是，铝的化学性质十分活泼，从矿物冶炼得到金属铝非常困难，最初的生产人们是用金属钾从无水氯化铝中置换出金属铝来，整个过程比较复杂，因此铝在19世纪是十分稀有的金属材料。何况，要收集到足够的金属铝粉才能再熔铸成锭，因此，铝在当时自然是“天价”商品，远比金、银等更为稀罕。这就是拿破仑三世以铝制王冠和餐具为显赫的原因。

铝的生产最大的转机，是由两位年轻人实现的。19世纪末期，美国青年霍尔和法国青年埃鲁分别独立地通过电解的方法制得了金属铝。

当时，英国著名化学家戴维已经通过电解熔融氢氧化钾和氢氧化钠制得了钾、钠等极其活泼的金属。铝也很活泼，霍尔和埃鲁便思考能否用电解法来制取金属铝。氧化铝（铝土矿）是自然界中最常见的铝矿，但由于氧化铝的熔点极高（超过2000℃），很难变成熔融状态，因此也很难发生电解。霍尔和埃鲁通过不懈的研究终于发现，在氧化铝中加入另一种含铝的矿物——冰晶石（六氟合铝酸钠，化学式为Na3AlF6），就能使混合物的熔点降到1000℃以下。由此，电解过程能在较低的温度下得以实现，从而大大降低能耗，工艺要求也变得更为简单。金属铝从此脱去了“昂贵的外衣”，成为廉价的商品，走进千家万户，再也不是贵族的“专宠”。

值得一提的是，霍尔和埃鲁两人都独立地发明了电解法生产铝的工艺，虽然过程略有不同，但却是殊途同归。而两人也并未就电解法生产铝的“发明权”争名夺利，而是惺惺相惜、互相交流，成为了亲密的朋友。（严岷）

铝咖啡壶

【微博士】铝的神奇外衣

铝是比铁更活泼的金属，但是生活中的铝制品却不会像铁制品那样因为经受不住氧气的“折磨”而表面锈迹斑斑。这主要是因为铝在空气中会迅速与氧气反应，在表面生成一层致密的氧化膜。正是这层致密的氧化膜保护了内部的铝不再与氧气反应。铝在生活中极其广泛的应用，很大程度上得益于表层氧化铝膜的“无私牺牲”。

让金属穿上抗腐蚀的“神奇外衣”，并不只是铝的“专利”。工业上将钢铁零件放入氢氧化钠（NaOH）和亚硝酸钠（NaNO2）的浓溶液中，表面会生成一层致密的蓝黑色氧化膜，这一过程称为发蓝（也有其他的发蓝工艺）。经发蓝处理的钢铁能更好地抵抗锈蚀。

【科学人】戴维

在金属铝的制取历史中，英国著名化学家戴维（1778—1829）功不可没。戴维幼年时困难的家境使他成为自学成才的典范。1799年，意大利物理学家伏打发明了电池，人类第一次获得了实用的持续电流。戴维受到电解水实验的启发，于19世纪初期开始研究用电流来电解各种物质。经过艰苦的实验，戴维通过电解熔融的氢氧化钾制得了极其活泼的金属钾。之后，戴维又用类似的方法制得了金属钠、镁、锶和钡等。这些金属无一例外都很活泼，只有依靠电流的强大作用才能将它们从矿物中制取出来。戴维一生共发现了8种元素（有的文献中这一数字更大），要知道，在门捷列夫开始编制元素周期表之前，人类总共只发现了63种元素！

戴维在实验室里通过电解法制取碱和碱土金属

【微问题】为什么铁的氧化层不能抵御腐蚀？

【关键词】铜　铁　铝　电解