Al(OH)3沉淀的图像问答

1、Al（OH） 3沉淀的图像问题（2003年9月12日，东城分院继续教育）在一定体积的物质A的溶液中，逐滴加入物质B的溶液，而且A和B这两种物质的物质的量浓度相同时，产生Al（OH） 3沉淀量与滴加的溶液体积之间的关系 的图像问题，在高中化学教学中以及各类教学参考书中，频繁出现。例如，、 全日制普通高级中学化学（试验本）第二册（R）教师教学用书人民教育出版社1999年12月第2版2000年6月第一次印刷P119-120 ;、知识要点大用讲（修订版）高中化学专题解析九洲图书出版社2000年2月修订版2000 年2月第1次印刷（*本书曾作“中国教育电视台”和“北京电视台”化学科知识要点专题讲座的教学

2、参考书）P18-19 ;、高中化学金属及其化合物龙门书局2001年2月第1版P100-101、援引一一金属铝及 Al（OH） 3沉淀的图像问题氢氧化铝沉淀量图像大致可分为六类。图中纵轴y表示Al（OH） 3沉淀的物质的量，横轴表小加入试剂的体积（物质的量）图像一图像二（亦即往Al3+溶液中逐滴加入1、图一，向A1C13溶液中滴入NaOH溶液至过量强碱溶液）AB段是Al（OH） 3物质的量逐渐增多，并达到最大值阶段，a点对应的沉淀量 最多；ab段是Al（OH） 3物质的量逐渐减少阶段，b点对应的沉淀完全溶解。量 的关系： 、A-B: nAl(OH) 3=n(OH -)/3 ;、B-C: nAl(

3、OH) 3=4n(Al 3+)-n(OH -)。A-B: AlCl 3+3NaOH=Al(OH) 3 >3NaCl ;离子方程式 Al3+ +3OH -=Al(OH) 3J；B - C : Al(OH) 3+ NaOH =NaAlO 2+2H 2O ; 离子方程式 Al(OH) 3+OH -=AlO 2-+2H 2O;两步反应相加：AlCl3+4NaOH=NaAlO 2+2H 2O+3NaCl ;离子方程式Al 3+ +4OH -=AlO 2-+2H 2O ;2、图二，向NaOH溶液中滴入AlCl 3溶液至过量。、A-B: AlCl 3+4 NaOH =NaAlO 2+3NaCl+2H

4、2O,离子方程式Al 3+ +4OH -=AlO 2-+2H 2O;、B-C: 3NaAlO 2+AlCl 3+6H 2O=4Al(OH) 3 >3NaCl , 离子方程式 3AlO 2-+Al 3+ +6H 2O=4Al(OH) 3 J; -X3)Al 3+ +4OH -=AlO 2+2H 2O+) 3AlO 2-+Al 3+6H zO=4Al(OH)J4Al 3+12OH -=4Al(OH) 3 J , 亦 即Al 3+ +3OH -=Al(OH) 3；3、图三，向盐酸酸化的AlCl 3溶液中滴入NaOH溶液(亦即往Al3+的酸性溶液 中逐滴加入强碱溶液)、A-B:是酸碱中和阶段，N

5、aOH +HCl=NaCl+H 2O;、B-C:是沉淀生成阶段，AlCl3 + 3NaOH =Al(OH) 3>3NaCl ;、C-D:为沉淀溶解阶段，Al(OH) 3+NaOH =NaAlO 2+2H2O。f产期*HnI A1(OH)31 A1(OH)3因像五图像六图像七l j A1C13A B4、图四，向盐酸中加入 NaAlO2溶液至过量。、 A 一 B : NaAlO 2+HCl+H 2O=Al(OH) 3 J +NaCl Al(OH) 3+3HCl= AlCl 3+3H 2O ,AlO2-+H+H 2O=Al(OH) 3Al(OH) 3+3H + = Al3+ +3H 2O ,

6、两个反应相加得到总反应：NaAlO 2+4HCl= AlCl 3+NaCl+2H 2O,离子方程式 AlO 2-+4H +=Al 3+ +2H 2O;、B-C: 3NaAlO 2+AlCl 3+6H 2O=4Al(OH) 3 >3NaCl , 离子方程式 3AlO 2-+Al 3+ +6H 2O=4Al(OH) 3 J ;和两步反应的总结果：+) 3AlO 2-+A1 3+ +6H 2O=4Al(OH) 3，4AlO 2-+4H +4H 2O=4Al(OH) 3 J ,亦即AlO 2-+H +H 2O=Al(OH) 3 J5、图五，向NaAlO 2溶液中加入盐酸至过量。、A-B: NaA

7、lO 2+HCl+H 2O=Al(OH) 3 /NaCl ,离子方程式AlO 2-+H +H 2O=Al(OH) 3、B-C: Al(OH) 3+3HCl= AlCl 3+3H2O ,离子方程式 Al(OH) 3+3H + =Al 3+ +3H 2O;AlO2-+4H + =Al 3+ +2H 2O ,6、图六，向AlCl3溶液中滴入NaAlO 2溶液。A-B3NaAlO 2+AlCl 3+6H 2O=4Al(OH) 3 > 3NaCl ,离子方程式3AlO 2-+Al 3+6H 2O=4Al(OH) 3图七，向NaAlO 2溶液中滴入AlCl3溶液。A-B3NaAlO 2+AlCl 3

8、+6H 2O=4Al(OH) 3 > 3NaCl ,离子方程式3AlO 2-+Al 3+ +6H 2O=4Al(OH) 3图像计算题的解题技巧图像计算综合性强，难度较大。解题时，应首先抓住有关化学原理和有关物质 的性质以及图像的意义和图像的特点，综合分析、逐步计算。然后重点抓住图像 的“四点”，即原点(起点)、交点、转折点、终点。通过对这些点的坐 标的分析运算，解出正确答案。注意：上述四点坐标即是完全 反应的点的坐标(或完全不反应的坐标)。点与点之间的线段均对应唯一一个化学反应，线段的 斜率也有可能各不相同。二、资料摘录1、氢氧化铝Al(OH) 3、氢氧化铝的含义：*在基础化学中，化学式

9、 Al(OH) 3代表三种物质：水合 氧化铝AI2O3XH2O,白色胶状沉淀；偏氢氧化铝AlO(OH),无色正交晶体； 正氢氧化铝Al(OH) 3,白色单斜晶体。这三种物质的生成条件不同，性质也不 相同。通常所谓的氢氧化铝Al(OH) 3,实际上是指水合氧化铝 AI2O3XH2O。8P744 ,9P92 ,11P89 ,15P635 ,、在铝盐溶液中加入氨水或碱溶液，得到的 白色胶状沉淀，其含水量不定，组 成也不均匀，统称为水合氧化铝。这种水合氧化铝静置后，可慢慢失水转化为偏 氢氧化铝AlO(OH),温度升高，转化速率加快。 1P152 , 2P674, 5P55 ,3P367 ,Al3+3N

10、H 3 H2O=A l(OH)3 J+3NH 4+, Al3+ +3OH -=A l (O H)3 J、在铝盐溶液中加入弱酸盐，得到的白色胶状沉淀是水合氧化铝和偏氢氧化铝 混合物Al3+ +3HCO 3-=A l(OH )3 J+3 CO2 T ,2Al3+ +3CO 32-+3H 2O=2A l(OH) 3 >3 CO 2 t,2Al 3+ +3S2-+6H 2O=2A l (O H )3 J+ 3 H 2 S T ,Al(OH )3 J白色胶状沉淀？ ” AI2O3XH2O J+AlO(OH) J”、只有在铝酸盐溶液中通人CO 2 ,才能得到真正的氢氧化铝白色晶状沉淀， 称为正氢氧化

11、铝。2P673 , 6P511 ,2Al(OH) 4-+ CO2=2A l(OH)3 ；+CO 32- +H 2O,Al(OH) 4-+ CO 2=Al (O H)3 J+HCO 3-CO2(少量)+2Na Al(OH)4=Na 2CO3+2 Al (OH )3 J+H 2O ,CO2(过量)+Na Al (OH)4=NaHCO 3+Al (OH )3 J正氢氧化铝 Al(OH) 3, MrAl(OH) 3=78.00 ,白色单斜晶体,p=2.42g/cm 3。结晶的正氢氧化铝与无定形的水合氧化铝不同，加热到100 c也不脱水，在300 c下加热2小时才能脱水转变为偏氢氧化铝。它不溶于冷、热水

12、，难溶于酸，与热的酸、碱反应。2P673 ,Al(OH) 30 AlO(OH)+H 2O偏氢氧化铝(又称羟基氧化铝) AlO(OH) , MrAlO(OH)=59.99 ,无色正 交 晶体，p =3.01g/cm 3 。 >300 C 时失水 转变为 Al2O3 , 2AlO(OH) 上Al2O3+H2O；不溶于水，与热的酸、碱反应。1P89 ,2、氧化铝Al2O3、a-Al 2O3、物理性质：无色六方晶型(六方密堆积构型)，晶格能大，熔点高(2045 C) 沸点2980 C,不挥发，硬度大(莫氏硬度 8.8), MrAl 2。3=101.96 ,密度p=3.965g/cm 3(25C时

13、)，折射率 n=1.768 , 1.760 ?。电绝缘性良好。 1P151 ,3P671 ,4P372 , 8P1049 ,11P89 ,、化学性质：化学惰性。a -Al2O3不溶于水，也不溶于酸和碱(或者说，极微溶于酸和碱)溶液，能渐渐溶于浓硫酸，能与熔融碱反应。耐腐蚀且电绝缘性。.一熔融.Al2O3(s)+2NaOH(s) -2NaAlO 2(s)+H 2O(g), Al2O3(s)+Na 2CO3(s) .烧 12001强=2NaAlO 2(s)+CO2(g)a-Al 2O3只能用K2s2O7使之转化为可溶性的硫酸盐：Al2O3+3K2S2O70= Al2(SO4)3+3K2SO4,两性

14、也表现在无水反应中：一一 一 熔融 一一一 一 一 熔融 .Al2O3(s)+3SiO 2(s)上- Al2(SiO3)3(s), Al 2O3(s)+CaO(s) - Ca(AlO 2”(s), Ca(AlO 2)2-CaAl2O4(铝尖晶石)、应用：由于耐腐蚀性及绝缘性好、熔点高、硬度大，可作高硬度材料、耐磨 材料、耐火材料以及陶瓷制品、牙膏的磨料自然界存在的a -Al 2O3称为刚玉, 刚玉由于含有不同杂质而有不同颜色(含微量Cr3+离子一红宝石，含Fe2+、Fe3+ 或Ti4+离子-蓝宝石)；可作精密仪器和手表的轴承，也是优良的磨料和抛光剂。、T-A12O3和4-Al 2。3：将正氢氧

15、化铝 Al(OH) 3、水合氧化铝 A12O3XH2。、偏 氢氧化铝 AlO(OH)和铝俊帆(NH 4)2SO4 A12(SO4)3 24H 2O 加热到 400500 C, 则有42。3和“-A12O3生成(若温度900 C,则生成“A12O3)。金属铝在02中燃 烧或灼烧 Al(OH) 3、Al(NO 3)3或 A12(SO4)3 也都可制得“AI2O3。、物理性质：面心立方晶格，密度较小(p =3.4g/cm 3),稳定性比a -Al 2O3 稍差。Y -Al2O3和rAl2O3只在低温下稳定，颗粒小、比表面积很大，为 200600m 2/g ,具有良好的吸附能力和催化活性，所以又称“活

16、性氧化铝”，常用作催化剂和吸附剂(催化剂载体、色谱柱、离子交换剂和层析介质)，具有很大的价值。、化学性质：将丫 -Al2O3加强热至1000 C,则不可逆地转变为a -Al2O301P151 ,2P672 ,3P672 ,4P374 ,rAl2O3(s尸 a-Al 2O3(s), AHI =-20kJ/mol ； rAl2O3 和 tA1203溶于酸和碱：Al2O3+6H +=2Al 3+3H 2O ,Al2O3+2OH -+3H 2O=2Al(OH) 4-, 或 “简 写 ” 作 Al2O3+2OH -=2AlO 2TH 2O ；(Al2O3是典型的两性氧化物)、,Al2O3：实际为NaAl

17、 11O17 (亦即Na2O 11Al2O3)。它是一种固体电解质， 具有离子传导能力(容许 Na +通过)，用于制作新型电池。钠B氧化铝是非计量 化合物，有两种变体，B和B 理想式分别为Na20 11Al 2O3和Na2O 5.33Al 2O32P673 ,(有的作者写为 Na20 5AI2O3)。B 比B具有更高的Na+电导率3P672 ,3、铝酸盐和偏铝酸盐、偏铝酸盐：、偏铝酸钠 NaAlO 2 (或 Na 2AI2O4), MrNaAlO 2=81.9701 ,白色无定形粉末，易潮解；熔点1650 c, 1800 C?,溶于水。碱性甚强，在水中 溶解后易析出氢氧化铝沉淀，也能能逐渐吸收

18、水分而生成Al(0H)3。Na2AI2O4? 2NaAlO 2 1P151 ,2P670 ,3P673 ,4P346 ,6P511 ,8P613 ,10P2 64,AI2O3与NaOH(或Na2CO3)在熔融时制得 NaAlO 2。NaAlO 2为白色无定形 粉末，溶于水时生成A l (0 H ) 3 0在水溶液中尚未找到A10 2-离子。熔融Al2O3(s)+2NaOH(s)-2NaAlO 2(s)+H 20(g), Al2O3(s)+Na 2CO3(s) .烧 12001300c Na20 A12O3(s)+CO 2(g)Na20 Al2O3? Na2Al2O4,用作纺织品的媒染剂、纸的填

19、料、水的净化剂、玻璃的乳浊剂、人造丝的去光剂等。、无水偏铝酸盐 M nAl2O4(M n=Mg 2+、Ca2+、Fe2+),需用熔融法制取 MO+Al 2O33+ M nAl2O4(铝尖晶石)。具有优良的耐热性，用作制耐火材料的 原料以及搪瓷和釉的着色剂。、铝酸盐：在pH>13 时，浓度低于1.5mol/L 的溶液中，存在Al(OH) 4-离子。铝酸盐中含有Al(OH) 4- (或Al(OH) 4(H2O)2-)、Al(OH) 63-等配离子。铝盐晶体中有Al(OH) 63-,如 M 3Al(OH) 62 ,(其中 M 为 Ca、Sr)。2P674 ,3P670-673 ,6P510 ,

20、16P354 ,27Al的核磁共振、红外和拉曼光谱以及离子交换法的研究，都指出在pH>13和浓度低于1.5mol/L 时，在溶液中存在的是以四面体形式配位的Al(OH) 4-离子；高于1.5mol/L 时，则发生缩合反应，生成(HO) 3AlOAl(OH) 3，它存在于晶体盐K2(A12O(OH)6中，并有角形Al-O-Al桥键。*(HO) 3AlOAl(OH) 32-常Al 204 3H 2O2-。3-2O=2NaAlO 2+3H 2 T (严格讲，这样书写是不确切的，只4、Al (0 H) 3具有两性，以碱性为主(其碱性略强于酸性，但仍属于弱碱。)1P150,2P673-1674 ,

21、7P184 ,9P278-302 , P404,106 78, 6 89,2Al+2NaOH+2H能看作是一种“简写”；二.在水溶液中不存在A10 2-离子，只存在于干态，极易水 解。) 应写作：2A1+20H -+6H 2O=2Al(OH) 4-+3H 2 T经光谱实验证实：溶液中不存在AIO2-或AIO33-7 83 ,11P381 , P825 ,13P377 ,14P74 ,18P101 , 3.8 10.6 13.0 ;H+Al(OH) 4Al 3+3OH - A l ( O H ) 3 (H aAlO 3) .+H2°、Al 3+3O1 Al (OH) 3 H2O+H+A

22、lO2 碱式电离，酸式电离xA l (O H ) 3 ( s) = Al 3+ (aq)+3OH -(aq),Ksp(b) =3.0 X10-33 (无定形)，KsP(b)=3.0 X10-34 a-A l (OH)3;A l (O H ) 3 (s) +H 2O (l ) = H+(aq)+Al(OH)4-(aq) ,KsP (a)=1.0 x 10-13(2.0 X10-11 , 1.6 X10-13)Al (OH )3作为酸是一元弱酸，Al原子是缺电子原子，所谓电离是加合H2O电离的OH-而放出质子H+, Ka =6.3 X10-12。(H2CO3, Ka1 =4.3 X107, Ka2

23、=5.6 X10-11 ； H2S, Ka=1.3 X10-7, Ka2=7.1X10-15；)Al(O H)3 作为碱是三元弱碱，Kb1=5 X10-9, Kb02 =2 X10-10 , Kb3=3 X 10-15 ;由于Al(OH)3酸性很弱，.AKOH) 4-水解能力比Al3+还强，铝酸盐水解使溶液呈弱碱性。水解反应如下：Al(OH) 4-=Al(OH )3(s)+ OH-,Al(OH) 4-+H 2O 0A l(O H)3(s)+H 2O+ OH -加 热促 进水解Al(OH) 4- =AAl(OH)3(s) + OH-0由此可见，Al(OH) 4-只能存在于强碱性溶液中；弱碱不能溶

24、解Al(OH)3； Al(OH) 4-溶液中通人CO2,得到的正氢氧化铝。5、Al (O H) 3在水中的溶解度：受pH影响最大，其次受配合物离子的影响。Al3+离子易水解，当pH<3时，Al3+离子水解甚微，主要以Al(H 2。)63+离子形式存在。c(Al 3+)=0.01mol/L,实际开始沉淀 pH=4.7(理论计算为3.8);沉淀完全pH=6.2(理论计算为4.8) , pH=6.2 时Al (O H) 3溶解度最小；pH>7 时溶 解度开始增加，不过，在碱性溶液中 pH增加对Al(O H)3溶解度的影响没有 在酸性溶液中pH下降的影响大；沉淀实际开始溶解pH=12.6(

25、理论计算为8), 沉淀溶解完全pH=13.2(理论计算为11)。、沉淀：(实际测定，开始沉淀pH=4.7 ,沉淀完全pH=6.2 )理论计算如下:设：沉淀开始 c(Al3+)=0.01mol/L ,沉淀完全 c(Al3+)=1.0 X10-5mol/L ,开始沉淀：c(OH ) 3 Ksp(3b), c(Al3 )IKsp(b)讥流元全：c(OH ) 3 p c(Al3 )3 310 330.01333 3 10110 5一_ _11_6.69 10 ， pOH 10.2, pH 3.8 ；一_ _10_6.69 10 , pOH 9.2, pH 4.8 。、溶解：(实际测定，开始溶解pH=1

26、2.6 ,溶解完全pH=13.2 )理论计算如下:溶 解 开 始 c(Al(OH) 4-)=1.0X 10 -5 mol/L , 溶 解完全c(Al(OH) 4-)=0.01mol/L ,开始溶解:溶解完全:c(H )c(H )Ksp(a)cAl(OH )4131 10,1 10 510 8, pHKsp(a)cAl(OH )41 10 130.011 10 11, pH116、援引几幅图像、普通无机化学第二版P170,严宣审王长富编著北京大学出版社_ 2+ 一 - 一一一+2H2O.+ _ _2-Zn +2OH Zn( OH)2(H2ZnO 2) 2H +Zn(OH) 4-2H2OZn(OH

27、) 2 的 Ksp (b) =c(Zn 2+) c(OH-)2=1.2 X10-17 , Ksp (a)=c(H +)2 cZn(OH)24 =1.0 X10-29 , Kb =9.5X10-4, Ka = ? 9P302 ,c(Zn 2+ )/mol -L-110-210-310-410-5cZn(OH) 42-/molL-110210-310-410-5pH6.57.07.58.0pH13.13.12.12.5050c(OH )|Ksp(b) c(Zn2")c(H )Ksp(a)cZn(OH )2 锌盐和锌酸盐在不同离子浓度下，从酸性或从碱性开始生成氢氧化锌就有不同的pH 0将不

28、同离子浓度和对应 pH作图，就得到氢氧化锌的溶解度和酸度曲线即S-pH 图-2.0Zn(Ol I)230 - 立 Zn2+ /Zn(OH)|-,_g u、- u，7.0 8.0 火。10.4) 11.0 12.0 13.0PHZu(OHh的5pH图从图中看出，c(Zn2+尸10 -2 mol L-1时，开始沉淀的pH约为6.5,当pH =8时,Zn(OH)2沉淀完全。向Zn(OH) 42-溶液中加酸，pH=13.5 , Zn(OH)2开始沉淀； pH=12 , Zn(OH) 2 沉淀完全。、简明分析化学手册P74,常文保 李克安 编，北京大学出版社 一些氢氧化物沉淀和溶解的pH图中阴影区是生成

29、氢氧化物沉淀的 pH范围。左端的空白区是指在溶液中以金 属离子的形式存在，斜线上端表示10-2mol/L金属离子的溶液开始出现沉淀的pH,下端是沉淀完全(金属离子的浓度为10-5mol/L )的pH。右端的斜线表示 氢氧化物氢氧化物在碱性时溶解和完全溶解的pH表中未列 AgOH和Cu(OH) 2,它们在氨性溶液中生成络合物，沉淀溶解的pH较低。虚线表示溶解和沉淀不可逆，pH不易测定。一些氢氧化物沉淀和溶解的pH从图中看出，c(Al 3+)=10 -2 mol L-1时，开始沉淀的pH约为4.7,沉淀完全c(Al 3+)=10 -5 mol L-1 ,pH =6.2 ;沉淀 Al (OH) 3

30、在碱性时,开始溶解 pH =12.6 , 沉淀溶解完全pH =13.2。虚线约在pH=11.212.2,沉淀和溶解不可逆，pH 不易测定。、化学原理选讲基础化学知识规律揭示，P228,严宣中著南方出版社，2001年7月第1版；设 c(NaOH)=cNH 4Al(SO 4)2,把 NaOH 溶液滴入 NH 4Al(SO 4)2 溶液。、 一开始是生成 Al(OH)3还是生成NH 3 H2。？二.若生成NH 3 H2。，也能和Al 3+ 生成Al(OH)3,而且是很完全的反应，首先生成Al (O H )3沉淀，直到完 全。(图中03, Al (O H )3沉淀量直线增加。)、而后滴加的NaOH溶液

31、是 和 Al(OH)3还是和 NH4+反应？ NH4+能和 AlO2-生成 Al(OH)3和 NH 3 H2O,也是比较完全的反应，.生成NH 3 H2O。(图中3 一 4,生成NH 3 H2O 反应比较完全，Al(OH )3沉淀量不变。)、再后，滴加的NaOH溶液当然是 和Al(OH)3反应，形成AlO 2- 0 .Al(O H) 3的酸性弱，要和过量的NaOH 才能完成反应。(Al(OH )3和NaOH之间是不完全的反应，在图中，体积比 超过5时A l (OH )3沉淀才消失。)况VNh 01D4 Ah SOi)jV(NaOH)/VNH 4Al(SO 4)2和沉淀量的关系7、各种体型Al

32、3+的分布、Al3+的水解与Al(O H )3的凝聚、Al3+的水解:Al3+离子易水解，易溶的强酸的铝盐溶液均显酸性。当pH<3 时，Al 3+离子水解甚微，主要以八面体的Al(H 2 0)63+离子形式存在Al(H 20)63+水解反应的平衡常数如下: Al(H 2 0)63+ = Al(0H)(H 2O)52+H+ , 或简 写 作 Al3+H 20 0 Al(OH) 2+H+, Ka =1.3 X10-5, (? Ka =9.33 X10-6)； (*1907 年 Werner提出水合阳离子的水解反应通式，例如上式。)c(Al 3+)=0.1mol/L时，c(H ) .3 10

33、5 0.1 1.1 10 3mol/L,pH 2.9,Al(OH)(H 2O)52+还将逐级水解。>2Al(H 2O)63+ =A12(OH)2(H2O)84+2H 2O+2H +,或 2Al3+2H 2O = Al2(OH)24+2H + , K* = 5.37 X10-7 ；1P150 ,5P55 ,4P346 ,17P10 ,Al(0H)(H 2O)52+水解得到Al(OH) 2(H2O)4+Al(H 2。)63+离子逐级水解，最终得到Al(0H)3沉淀。因为Al(H 20)63+能起到质子给予体的作用，而生成 Al(OH)(H 20)52+、Al(OH) 2(H2O)4 +等等，

34、如果pH逐渐增大，这种单核的去质子作用要伴随着通过 0H 桥的聚合，生成(H2O)4Al(OH) 2Al(H2O)44+,亦即Al 2(0H) 2伸2。)84+(H 20)4 Al4+OH 2H2OH2OOH2具有八面体型的Al与OH桥键的聚合体、Al(OH)3 的凝聚 16P354 ,二聚体再进一步失去质子，通过定向的几何排列形成六元环状A116(OH)36(H2O)1212+多聚体由16分子Al(H 20)6产聚合而成、三个六元环相连的多聚体(直径d=28nm 时，不出现明显的混浊)。当多聚体的颗粒直 径d=1100nm 时，可以胶体或近似胶体的状态存在，胶状沉淀是水合氧化铝 沉淀。如果进

35、一步增大pH ,将导致重新溶解生成铝酸盐。对铝体系来说，在pH=812 范围内，根据拉曼光谱，其主要存在的是具有八面体型的 Al与0H桥键的聚合体(H2O)4Al(OH) 2Al(H 2。)44+。但是，当pH>13和浓度低于1.5mol/L 时，27Al的核磁共振、红外和拉曼光谱以及离子交换法的研究，都指出在 在溶液中存在的是以四面体形式配位的Al(OH) 4-离子；高于1.5mol/L 时，则发生缩合反应，生成(HO) 3AlOAl(OH) 32-,它存在2-于晶体盐K2(Al2O(OH) 6中，并有角形Al-O-Al桥键。*(HO) 3AlOAl(OH) 32T(Al 2O4 3H

36、2OpHAl皓浓度的对数随pH变化示意图、小结 Al(OH) 4-离子只有在pH>13且稀溶液中(浓度低于1.5mol/L )才能存在。 在5<pH<6.2的近中性溶液中，Al3+主要以不溶性的Al(OH)3沉淀存在。Al(OH)3在pH=6.2 条件下溶解度最小,此时c(Al3+)<10 -7mol/L 。在酸性 溶液中(pH<6.0 ),Al (O H )3溶解度随pH降低急剧升高。在pH<4.0时c(Al3+) 比pH=6时高4个数量级。当pH>7时，A l(OH )3溶解度又继续增加。不过 在碱性条件下，pH增加对Al(OH )3溶解度的影响，

37、没有在酸性条件下 pH降 低的影响大。<(AI) iiiqI LpitAl2 Hh在水中的溶制度“Al(OH)3是两性氢氧化物，既能 与酸又能与碱反应。”但是，应注意到：、HCl、NaOH都可以溶解Al (OH )3,只要强酸强碱都可以将它溶解。、Al(OH)3酸式电离很微弱，只有强碱才能将其 溶解。弱碱中OH-的最大浓度为一常数，如c(NH 3 H2O)=1mol/L 的氨水，c(OH ) vKC 书.78 10 5 1 0.0042mol/L ,这种浓度的 OH -是不能溶解Al (OH)3o氢氧化钠的极稀溶液，也不会溶解的，准确说是氢氧化铝溶于“过量”的强碱。AlCl3+3NaOH

38、= Al (OH )3 >3NaCl , Al (OH)3+Na OH=Na Al(OH) 4,Al (OH)3+OH-=Al(OH) 4-、实验现象 、Al (OH )3在水中的溶解度：受pH影响最大，其次受配合物离子的影响下图是Al(OH)3在25c条件下受pH和氟化物配合作用影响的溶解度。pH=6.2 条件下 Al (O H )3 溶解度最小，此时 c(Al 3+)< 10-7mol/L3 05 而 7 89 10PH代刈inoiL氟化物对WOHh溶解度的影响1一听产 10 6mML3-c(F)=104inoLL、在5<pH<6.2 的近中性溶液中，Al3+主要以

39、不溶性的Al(OH)3沉淀存在。在pH<5的酸性溶液中，Al 3+以八面体的六水合离子Al(H 2O)63+存在。当pH增大时，Al(H 2O)63+会逐步失去质子1.0各种型体 邦黯浓度 /(mol L) 0,60.40*2013 45 67 8 9阿各种型体*用的分布状态、c(Al 3+)<10 -2mol/L 时，Al (OH)3 在 pH =4 时开始沉淀，在 pH=10 12时开始溶解19P58 ,ifio12 fSS(moLT).，,pHAl(QHh沉淀与pH的关系 经过分析不难发现：固体Al(OH)3只能在pH=4.7 8.9的范围内稳定存在。只要是两性的金属氢氧化物

40、在s-pH图上都有两条平衡线。 对于c(Al3+)=0.01mol/L 的铝盐溶液，所谓开始沉淀是指c(Al 3+)=0.01mol/L ,所谓沉淀完全是指c(Al3+)=1 xi0-5mol/L ,所谓沉淀开始溶解是指c(Al(OH) 4-)=1 x 10-5mol/L ,所谓沉淀溶解完全是指c(Al(OH) 4-)=0.01mol/L 。 在纯水中的溶解度：Al(OH)3(s)=Al3+(aq)+3OH -(aq) , cAl3+尸S, c(OH-)=3S ,SS 3S , Ksp=c(Al 3+)c(OH-)3=S(3S)3=27S 4AB3 型：S 4%=4,3_1£Z 3

41、io 9moi/L 27.27 若将铝盐加入到pH=7.4 的溶液中，使其c总(Al3+)=1mmol/L ,于是c游离(Al3+)=3 X10-9mmol/L , c(Al(OH) 4-)=8 X10-3mmol/L，其余的都是 A l(O H )3沉淀，即99.2%铝盐都沉淀了。 人的血浆的 pH=7.357.45 ,可允许铝总量为8 X10-6mol/L，但其中c(Al 3+)=3 X10-12mol/L ,只占铝总量的百万分之 2.7,绝大多数是以Al(OH) 4-型体存在。、分析化学、定量分析在有钱盐存在时，Al (O H)3可被氨水定量地沉淀下来:不沉淀反应：Al3+3NH 3 H2O (试剂过量)=A l(OH )3 J+3NH 4+ ,Al(OH)3即水合氧化铝AI2O3XH2OC(NH4)3c(NH4)3 c(OH )3c(Al3 ) c(NH3 H2O)3 c(Al3 ) Kb (NH3 H2O)3(1.8 10 5)3zzz33Ksp(b)Al(OH”3 10 33c(OH )3 c(NH3 H2O)32 1018小沉淀条件：煮沸；含NH4C1微酸性溶液;甲基红，