常见题型:选择题、综合题-离子方程式、综合题-图像分析
两性:既能与酸反应又能与碱反应的性质。Al单质及其氧化物Al₂O₃、氢氧化物Al(OH)₃均具有两性。Al(OH)₃是典型的两性氢氧化物,酸式电离生成Al³⁺,碱式电离生成AlO₂⁻(偏铝酸根,实为[Al(OH)₄]⁻)。
【铝三角转化关系】Al³⁺、Al(OH)₃、AlO₂⁻三者之间的转化是元素化学的核心网络:
(1) Al³⁺ → Al(OH)₃:加适量碱(OH⁻、NH₃·H₂O)
(2) Al(OH)₃ → Al³⁺:加适量强酸(H⁺)
(3) Al(OH)₃ → AlO₂⁻:加过量强碱(OH⁻)
(4) AlO₂⁻ → Al(OH)₃:加适量酸(CO₂、少量H⁺)
(5) AlO₂⁻ → Al³⁺:加过量强酸(H⁺)
(6) Al³⁺ → AlO₂⁻:先加碱→Al(OH)₃→再加过量碱
【图像分析】向Al³⁺溶液中逐滴加NaOH:沉淀量从0开始增加→达最大值→逐渐减少→完全消失,图像为先升后降的三角形。关键点:最高点对应Al(OH)₃完全沉淀,沉淀消失时OH⁻过量。
【偏铝酸根的CO₂沉淀法】向AlO₂⁻溶液中通CO₂:CO₂ + 2AlO₂⁻ + 3H₂O = 2Al(OH)₃↓ + CO₃²⁻(通适量CO₂);若通过量CO₂:CO₂ + AlO₂⁻ + 2H₂O = Al(OH)₃↓ + HCO₃⁻。注意Al(OH)₃不溶于碳酸(弱酸),所以CO₂不会使Al(OH)₃溶解。
【铝热反应】2Al + Fe₂O₃ →高温→ Al₂O₃ + 2Fe(铝热剂),用于焊接钢轨。铝热反应利用了Al的强还原性(与氧亲和力大)。
⚠️易错:(1)Al(OH)₃溶于强碱但不溶于NH₃·H₂O;(2)向AlO₂⁻中加少量H⁺生成Al(OH)₃沉淀,过量的H⁺使沉淀溶解生成Al³⁺;(3)AlO₂⁻与HCO₃⁻不共存(双水解:AlO₂⁻+HCO₃⁻+H₂O=Al(OH)₃↓+CO₃²⁻)。
Al(OH)₃的两性从其电离方式理解:碱式电离(Al(OH)₃⇌Al³⁺+3OH⁻,Ksp≈1.3×10⁻³³)和酸式电离(Al(OH)₃+H₂O⇌H⁺+[Al(OH)₄]⁻)。强酸促进碱式电离→溶解;强碱促进酸式电离→溶解。弱酸/弱碱不足以使平衡显著移动→不溶解。