对Al(OH)3电离平衡的讨论

我们知道，氢氧化铝是一种典型的两性氢氧化物，在溶液中存在如下电离平衡：

H++AlO2-+H2O＝Al(OH)3＝Al3++3OH-

该平衡对于学习掌握有关Al(OH)3知识具有十分重要的作用，因此，本文拟就该平衡作如下讨论。

一、酸、碱都能使平衡发生移动

在氢氧化铝的电离平衡体系中存在着两种电离趋势，

即存在酸式电离：

Al(OH)3→AlO2－+H+

+H2O，

也存在碱式电离：

Al(OH)3→Al3++3OH－，

因此，向平衡体系中加入酸或碱，都会使平衡发生移动。加碱，平衡会向酸式电离方向移动而生成AlO2-（偏铝酸盐）；加酸，平衡会向碱式电离方向移动而生成Al3+（铝盐）。

二、氢氧化铝的电离是微弱的

在Al(OH)3的电离平衡中，酸式电离和碱式电离的程度都是很微弱的，以致于不能用指示剂来检验其酸性或碱性。只有在大量H+或OH-存在时，平衡才发生移动，而弱酸或弱碱溶液中的H+或OH-离子的溶液太小，不能使上述平衡移动，所以，Al(OH)3只能溶于强酸、强碱，而不能溶于弱酸、弱碱。

三、生成氢氧化铝的途径

1.偏铝酸盐溶液与酸性物质反应

（1）通入CO2、SO2偏铝酸盐溶液中，反应为：

AlO2-+CO2+H2O=

Al(OH)3↓+HCO3-

AlO2-+SO2+H2O=

Al(OH)3↓+HSO3-

(2)向溶液中加入弱酸的酸式盐，如NaHSO3、NaH2PO4等，反应为：

AlO2-+HSO3-+H2O=

Al(OH)3↓+SO32-

AlO2-+H2PO4-+H2O

=Al(OH)3↓+HPO42-

(3)向溶液中加入能水解产生H+的强酸弱碱盐，如NH4Cl、FeCl3等，反应为：

AlO2-+NH4++H2O=

Al(OH)3↓+NH3

3AlO2-+Fe3++6H2O=

3Al(OH)3↓+Fe(OH)3↓

⑷向溶液中加入能产生H+的强酸的酸式盐，如（适量）NaHSO4，反应为：

AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓

(5)向溶液中加入适量强酸溶液，如HCl，反应为：

AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓

注意，偏铝酸盐要过量，即n(AlO2-):n(H+)＞1:1,否则生成的沉淀会溶解或部分溶解。因此，实验室制Al(OH)3，一般用向NaAlO2溶液中通CO2的方法，而不用加强酸如HCl、稀H2SO4的方法。

2.铝盐溶液与碱性物质反应

⑴向铝盐溶液中滴加氨水，这是实验室制取Al(OH)3常用的方法，生成的Al(OH)3不溶于氨水，其反应为：

Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

⑵加入易水解生成OH-的强碱弱酸盐，如：CO32-、HCO3-、SO32-、S2-、HS-、SiO32-等，反应为：

2Al3++3CO32-+3H2O=

2Al(OH)3↓+3CO2↑

Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓

+3CO2↑

(3)向溶液中逐滴加入适量强碱，如NaOH溶液，但碱不能过量，即n(Al3+):n(OH-)≥1:3,否则，生成的Al(OH)3会继续与碱反应而溶解或部分溶解，反应为：

Al3++3OH-=Al(OH)3↓

3.铝盐与偏铝酸盐溶液的双水解反应

Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓

四、铝盐与一元强碱的反应

由于Al(OH)3具有两性，所以，铝盐与一元强碱的反应会因试剂滴加顺序的不同，引起二者相对量的不同而出现不同的实验现象。

1.NaOH溶液滴入AlCl3溶液中

（1）实验过程和现象：

Al3++OH-→Al(OH)3↓+OH-→AlO2-

(无色溶液) 　（白色沉淀） 　（无色溶液）

实验开始时，由于NaOH的量不足，加入NaOH即生成白色沉淀，且沉淀的量随着加入碱的量的增多而增加。

但当碱过量时，即n(Al3+):n(OH-)＜1:3时，Al(OH)3逐渐溶解至消失。

（2）上述过程的反应为：

Al3++3OH-=Al(OH)3↓ 　

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

2.AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液中

（1）实验过程和现象：

OH-+Al3+→Al(OH)3↓+OH-→AlO2-+Al3+ →Al(OH)3↓

实验开始时，由于碱过量，滴入AlCl3溶液，生成的沉淀会随之溶解。随着AlCl3量的增多，NaOH逐渐耗完，滴入的AlCl3会与反应生成的NaAlO2继续反应生成Al(OH)3,最后，加入过量的AlCl3亦不能生成沉淀。

（2）有关的反应为：

Al3++3OH-=Al(OH)3↓ 　

Al(OH)3+OH-=AlO2-+H2O

Al3++3AlO2-+6H2O=

4Al(OH)3↓

五、讨论：

假设Al3与OH－相对量不同所发生的反应为：

aAl3++bOH－=cAl(OH)3↓

⑴当N(Al3+):n(OH-)≥1：3时，

a、b的关系为：b≤3a，

反应为：

Al3++3OH-=Al(OH)3↓，

沉淀量为：C=b／3

⑵ 当N(Al3+):n(OH-)1：3≤n≤1:4时，

a、b的关系为：4a≥b＞3a，

反应为：

Al3++3OH-=Al(OH)3↓，

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，

沉淀量为：C=4a-b

⑶当 N(Al3+):n(OH-)≥1：4时，

a、b的关系为：B≥4a，

反应为：

Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，

沉淀量为：C=0

同理，AlO2-与H+的反应也可进行同样的讨论，留给同学们自行练习。