全面剖析“铝三角”及其图像:铝三角图像

　　学习“铝及其化合物”的有关知识时，我们接触到最多的是铝化合物的相互转化，以及用图像来描述它们的相互转化关系。不少学生在解答这一部分问题时，往往由于理解、分析得不够准确，知识应用得不熟练，从而出现差错。下面我就把它们加以综合，并辅之以图形相结合的方法，对“铝三角”进行全面的剖析。
　　一、“铝三角”的相互转化关系（如下图）
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　　1.AlO2-+H+=Al3++2H2O
　　注：AlO2- ■Al(OH)3加的必须是强酸过量。因为AlO2-与H+先生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3与强酸才生成Al3+，而H2CO3等一些弱酸则不能。
　　2.Al3++4OH-= AlO2-+2H2O
　　注：Al3+■AlO2-加的必须是强碱过量，虽Al(OH)3是两性物质，但Al(OH)3只溶解于NaOH等强碱溶液中，而NH3・H2O等弱碱则不能。
　　3.Al(OH)3+H+=Al3++3H2O
　　4.Al3++OH-=Al(OH)3↓或Al3++3NH3・H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
　　5.AlO2-+H++2H2O=Al(OH)3↓或AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
　　6.Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
　　另：Al3++ 3AlO2-+6H2O=4 Al(OH)3↓弱碱根与弱酸根的双水解反应。
　　二、“铝三角”相互转化的操作顺序图像
　　1.向可溶性铝盐中滴加NaOH溶液至过量（如图1）
　　①段：Al3++3OH-= Al(OH)3↓
　　②段：Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O
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　　说明：从图1不难看出，向AlCl3溶液中滴加NaOH，若达不到最大沉淀量时，对应的NaOH溶液的体积有两种情况：一是NaOH不足，即AlCl3过量；二是加入的NaOH将生成的Al(OH)3溶解了一部分。
　　2.向强碱溶液中滴入可溶性铝盐至过量（如图2）
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　　①段：Al3++4OH-= AlO2-+2H2O
　　②段：Al3++ 3AlO2-+6H2O=4 Al(OH)3↓
　　说明：由图2可知，向强碱溶液中滴入铝盐溶液时，先无沉淀，当Al3+全部转化为AlO2-时，再加入铝盐溶液，则AlO2-与Al3+发生了相互促进的水解反应，产物都是Al(OH)3，直到反应完AlO2-，Al(OH)3沉淀不再增加。
　　3.向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液
　　（1）向铝盐溶液中滴加氨水时，当氨水增加到n(Al3+):n(NH3・H2O)=1:3时，产生最大沉淀量（如图3）。
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　　（2）向氨水中滴加铝盐溶液时，开始时氨水过量（如图4）。
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　　①段：Al3++NH3・H2O = Al(OH)3↓+NH4+
　　②段：Al(OH)3 与NH3・H2O不反应。
　　说明：由图3和图4不难看出，Al(OH)3沉淀是不溶于弱碱（NH3・H2O）的。
　　4.向偏铝酸盐溶液中滴入强酸或向强酸中滴加偏铝酸盐溶液至过量
　　（1）向偏铝酸盐溶液中滴入强酸至过量（如图5）。
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　　①段：AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
　　②段：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
　　说明：当n(H+)：n(AlO2-)=1：1时，产生最大沉淀量，继续滴入强酸，沉淀又溶解。
　　（2）向强酸中滴加偏铝酸盐溶液至过量（如图6）。
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　　①段：AlO2-+4H+= Al3++2H2O
　　②段：3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓
　　说明：滴入的AlO2-先与H+反应，生成Al(OH)3沉淀，继而马上被H+溶解为Al3+，而继续滴加的AlO2-则又与Al3+发生了双水解反应生成了沉淀，直到反应完Al3+达沉淀量最大。
　　5.向偏铝酸盐溶液中缓慢通入至CO2过量（如图7）
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　　①段：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
　　②段：Al(OH)3+CO2+H2O不反应。
　　说明：向AlO2-中通入CO2，由于产生的Al(OH)3沉淀不溶解在H2CO3中，所以沉淀不消失。
　　（责编 张晶晶）
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