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铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

来源:未知作者:孙法军 点击:所属专题: 铝反应图像 铝三角
一、三者之间的互变规律 以上转化的实验、实验现象、离子方程式及图象如下。 1.Al 3+ 与弱碱反应 在可溶性铝盐溶液中逐滴滴入氨水至过量,反应生成白色沉淀,见图1。其离子方程式为: 2.Al 3+ 与强碱反应 (1)在可溶性铝盐溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量,反应过

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一、三者之间的互变规律

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

 

  以上转化的实验、实验现象、离子方程式及图象如下。

  1.Al3+与弱碱反应

  在可溶性铝盐溶液中逐滴滴入氨水至过量,反应生成白色沉淀,见图1。其离子方程式为:

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用 

  2.Al3+与强碱反应

  (1)在可溶性铝盐溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量,反应过程中先生成白色沉淀,随后沉淀完全溶解,见图2。其离子方程式为:

  A→B:Al3++3OH-==Al(OH)3

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  (2)向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量,反应一段时间后逐渐产生白色沉淀,见图3。其离子方程式为:

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  (3)向含有盐酸的AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,反应一段时间后逐渐产生

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

 

  白色沉淀,随后沉淀完全溶解,见图4。其离子方程式为:

  A→B:H++OH-==H2O

  B→C:Al3++3OH-==Al(OH)3

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用 

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用 

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  向偏铝酸钠溶液中逐渐通入二氧化碳至过量,反应生成白色沉淀,见图5。其离子方程式为:

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用 

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  (1)向偏铝酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量,反应过程中先生成白色沉淀,随后沉淀溶解,见图6。其离子方程式为:

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  (2)向稀盐酸中逐滴滴入偏铝酸钠溶液至过量,反应一段时间后就逐渐生成了白色沉淀,见图

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

 

  7。其离子方程式为:

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  (3)向含有NaOH的NaAlO2溶液中逐滴滴入盐酸至过量,反应一段时间后就逐渐产生白色沉淀,随后沉淀溶解,见图8。其离子方程式为:

  A→B:H++OH-==H2O

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  C→D:Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

 

  从以上分析可得出下列结论:

  ①Al(OH)3既不溶于弱酸(如碳酸),也不溶于弱碱(如氨水),但可溶于强酸强碱,因此,它是一种两性氢氧化物。(由AlCl3溶液制Al(OH)3,用NH3·H2O比用NaOH好,将NaAlO2溶液转化为Al(OH)3,通CO2比用盐酸好。)

  ②Al3+只存在于强酸性溶液中,在弱碱性溶液中只转化成Al(OH)3沉淀,在强碱性溶液中,Al3+可转化为偏铝酸盐。

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

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  二、互变规律的应用

  例题将50 mL a mol/L的NaOH溶液滴加到50mL b mol/L的AlCl3溶液中,试推导a与b的关系,并计算能得到Al(OH)3的物质的量。

  解析由于NaOH和AlCl3的浓度是不定值,它们的反应可出现四种情况:(1)两者恰好完全反应;(2)AlCl3过量;(3)NaOH过量且生成的Al(OH)3完全溶解;(4)NaOH过量,生成的Al(OH)3部分溶解。

  (1)NaOH和AlCl3恰好完全反应。

  n(OH-)∶n(Al3+)=3

  即0.05a=3×0.05b a=3b

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  (2)AlCl3过量,以NaOH的量为标准计算Al(OH)3的量。

  n(OH-)∶n(Al3+)<3

  即0.05a<3×0.05b a<3b

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  (3)当NaOH过量,生成的Al(OH)3完全溶解时,n(OH-)∶n(Al3+)≥4

  即0.05a≥4×0.05b a≥4b

  n[Al(OH)3]=0

  (4)当NaOH过量,生成的Al(OH)3部分溶解时,Al3+以Al(OH)3铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  3<n(OH-)∶n(Al3+)<4

  3×0.05b<0.05a<4×0.05b

  3b<a<4b

铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  铝离子、氢氧化铝、偏铝酸根离子间的转化规律及应用

  x=(0.2b-0.05a)mol

(责任编辑:化学自习室)
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