氧化鋁的性質:
氧化鋁的兩性:
氧化鋁屬于兩性氧化物,既能與酸反應,也能與強堿反應:Al2O3+6H+===2Al3++3H2OAl2O3+2OH-===2AlO2-+H2O
氧化鋁與氧化鎂的比較:
氫氧化鋁的性質:
不溶于水的白色膠狀物質;能凝聚水中的懸浮物,可用作凈水劑、可治療胃酸過多、作糖的脫色劑等;既能與酸反應,又能與堿反應。 (1)與酸反應:Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O (2)與堿反應:Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O
氫氧化鋁的制備:
實驗室制法:Al2(SO4)3+6NH3·H2O==(NH4)2SO4+Al(OH)3↓其他制法:①AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-②2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-③AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- ④3AlO2-+Al3++6H2O==4Al(OH)3↓例題:用稀H2SO4、NaOH溶液和金屬鋁為原料制取Al(OH)3。甲、乙、丙三個學生的制備途徑分別是 甲: 乙: 丙: 若要得到等量的Al(OH)3,則( B ) A.三者消耗的原料相同 B.甲消耗的原料的總物質的量最多 C.乙消耗的原料的總物質的量最少 D.丙消耗的原料的總物質的量最多
有關Al(OH)3的計算及圖象分析:
解答有關Al(OH)3的圖象和計算問題要注意以下三點: (1)“鋁三角”關系圖中各物質轉化方程式中的化學計量數關系。 (2)鋁元素的存在形式。 (3)圖象分析時:首先要看清橫、縱坐標的含義,其次要對圖象進行全面的分析,尤其需要關注的是特殊點(起點、折點、頂點、終點)的含義。 1、鋁鹽與強堿溶液作用生成Al(OH)3沉淀的計算反應關系如下:(1)Al3++3OH-==Al(OH)3(生成沉淀)(2)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O(沉淀溶解)(3)Al3++4OH-==AlO2-+2H2O(生成沉淀,又恰好溶解) 分析以上三個化學反應方程式,所得Al(OH)3沉淀的物質的量與n(Al3+)、n(OH-)的關系為:當≤3時,所得沉淀的物質的量:n[Al(OH)3]=n(OH-)當≥4時,所得沉淀的物質的量:n[Al(OH)3]=0當3<<4時,所得沉淀的物質的量:n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)2、有關Al(OH)3的圖像分析①向溶液中滴加溶液O~A段: A~B段: ②向強堿溶液中滴入鋁鹽溶液 O~A段: A~B段: ③向鋁鹽溶液中滴入氨水或向氨水中滴加鋁鹽溶液A. 向鋁鹽中滴加氨水時,當氨水增加到時,產生最大沉淀量B. 向氨水中滴加鋁鹽溶液時,開始時氨水過量,如圖所示 分析得:氫氧化鋁不溶于弱堿氨水中。 ④向偏鋁酸鹽溶液中滴入強酸O~A段:O~B段:⑤向鹽酸中滴加偏鋁酸鹽溶液 O~A段: A~B段:
方法與技巧:
偏鋁酸鹽:
偏鋁酸鹽是指含有“AlO2-”集團的鹽,是鋁及其氧化物與強堿反應的產物。例如Al(OH)3+OH-?AlO2-+2H2O。
偏鋁酸鹽的性質用離子方程式表示如下: ①偏鋁酸鹽溶液發(fā)生水解反應,溶液呈堿性。 ALO2-+2H2O==AL(OH)3+OH- ②偏鋁酸鹽與酸反應與強酸發(fā)生反應:適量強酸:ALO2-+H+H2O==AL(OH)3 過量強酸:ALO2-+4H+==AL3++2H2O 與弱酸(H2CO3)發(fā)生反應:即通入CO2氣適量CO2:2ALO2-+CO2+3H2O==2AL(OH)3+CO32- 過量CO2:ALO2-+CO2+2H2O==AL(OH)3+HCO3- ③鋁鹽與偏鋁酸鹽溶液反應: AL3++3ALO2-+6H2O==4AL(OH)3 偏鋁酸鹽也可以理解為兩性物質Al鹽偏堿性的鹽。AlO2-+H+(少量)+H2O==Al(OH)3↓ AlO2-+4H+(過量)==Al3++2H2O
偏鋁酸鹽的性質:
偏鋁酸鹽的性質用離子方程式表示如下:①偏鋁酸鹽溶液發(fā)生水解反應,溶液呈堿性。AlO2-+2H2O==Al(OH)3+OH-②偏鋁酸鹽與酸反應與強酸發(fā)生反應:適量強酸:AlO2-+H++H2O==Al(OH)3過量強酸:AlO2-+4H+==Al3++2H2O與弱酸(H2CO3)發(fā)生反應:即通入適量CO2:2AlO2-+CO2+3H2O==2Al(OH)3+CO32-過量CO2:AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3+HCO3-③鋁鹽與偏鋁酸鹽溶液反應:Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3偏鋁酸鹽也可以理解為兩性物質Al鹽偏堿性的鹽。
偏鋁酸鹽是在強堿性條件下生成的,所以它的存在環(huán)境也是強堿性環(huán)境,在離子共存題目中,經常遇到含有AlO2-的情況,遇到這樣的題目,我們可以認為該溶液中含有OH-,與很多顯酸性的離子不共存。例如:AlO2-與Al3+、Fe3+、NH4+、HCO3-等常見離子不共存。
“鋁三角”關系:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2OAl3++4OH-===AlO2-+2H2O AlO2-+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-AlO2-+H++H2O===Al(OH)3↓AlO2-+4H+===Al3++2H2O
鋁鹽:
鋁鹽是指正三價鋁離子和酸根陰離子組成的鹽,一般來說呈白色或無色晶體,溶于水,個別不溶于水。常用的鋁鹽主要有三氯化鋁、硫酸鋁和明礬。(1)與堿反應:Al3++3OH-(少量)==Al(OH)3↓ Al3++4OH-(過量)== AlO2-+2H2O (2)Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓
鋁鹽的性質:
Al3+易水解,顯酸性Al3++3H2O==Al(OH)3+3H+(1)與堿反應:Al3++3OH-(少量)==Al(OH)3↓ Al3++4OH-(過量)==AlO2-+2H2O (2)易發(fā)生雙水解:Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓
鋁鹽與強堿溶液作用生成Al(OH)3沉淀的計算反應關系如下:(1)Al3++3OH-==Al(OH)3(生成沉淀)(2)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O(沉淀溶解)(3)Al3++4OH-==AlO2-+2H2O(生成沉淀,又恰好溶解) 分析以上三個化學反應方程式,所得Al(OH)3沉淀的物質的量與n(Al3+)、n(OH-)的關系為:當≤3時,所得沉淀的物質的量:n[Al(OH)3]=n(OH-)當≥4時,所得沉淀的物質的量:n[Al(OH)3]=0當3<<4時,所得沉淀的物質的量:n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)2、有關Al(OH)3的圖像分析①向溶液中滴加溶液O~A段: A~B段: ②向強堿溶液中滴入鋁鹽溶液 O~A段: A~B段: ③向鋁鹽溶液中滴入氨水或向氨水中滴加鋁鹽溶液A. 向鋁鹽中滴加氨水時,當氨水增加到時,產生最大沉淀量B. 向氨水中滴加鋁鹽溶液時,開始時氨水過量,如圖所示 分析得:氫氧化鋁不溶于弱堿氨水中。 ④向偏鋁酸鹽溶液中滴入強酸O~A段:O~B段:⑤向鹽酸中滴加偏鋁酸鹽溶液 O~A段: A~B段:
典型例題解析:
在50mLbmol·L-1的AlCl3溶液中加入50mLamol·L-1NaOH溶液。(1)當a≤3b時,生成Al(OH)3沉淀的物質的量為________。(2)當a、b滿足________條件時,無沉淀產生。(3)當a、b滿足________條件時,先有沉淀生成,后又有部分沉淀溶解,此時Al(OH)3的質量為________g。 解析:依題意知,在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下兩個反應發(fā)生: AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl ①AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O ②根據以上兩反應可以看出: (1)當a≤3b時,只發(fā)生第一個反應,此時NaOH不足量,產生沉淀的量取決于NaOH。3n[Al(OH)3]=n(NaOH)?。所以答案為0.05a/3mol。(2)如果無沉淀生成,Al元素全部以AlO2-形式存在。 n(AlCl3)∶n(NaOH)≤1∶4,即a∶b≥4∶1,所以答案為a≥4b。 (3)此種情況應當是兩個反應均發(fā)生,鋁元素以Al(OH)3和AlO2-兩種形式存在。符合關系:即,整理得:3b<a<4b或。
求沉淀的量的方法很多。解法一:聯立方程法。設反應①中,AlCl3物質的量為x,則Al(OH)3為x,NaOH為3x。反應②中AlCl3物質的量為y,NaOH為4y。 解得x=(0.2b-0.05a)mol=0.05(4b-a)mol。 m[Al(OH)3]=78g·mol-1×0.05(4b-a)mol=3.9(4b-a)g。解法二:守恒法。此種條件下,溶液中的離子有Na+、Cl-、AlO2-! n(AlO2-)=n(Na+)-n(Cl-)=0.05amol-0.05×3bmol。 n[Al(OH)3]=n(Al3+)總-n(AlO2-)=0.05bmol-(0.05amol-0.15bmol)=(0.2b-0.05a)mol=0.05(4b-a)mol! m[Al(OH)3]=78g·mol-1×0.05(4b-a)mol =3.9(4b-a)g! 【答案】
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