金属铝或氧化铝或氢氧化铝与酸反应得到铝盐,与碱反应生成铝酸盐。
铝盐都含有Al3+离子。Al3+离子在水溶液中,实际上以八面体的水合配离子[Al(H2O)6]3+而存在。它在水中解离,而使溶液显酸性,这也就是铝盐的水解作用。如
[Al(H2O)6]3++H2O ⇋[Al(H2O)5OH]2++H3O+
[Al(H2O)5OH]2+还将还级解离。因为Al(OH)3是难溶的弱碱,一些弱酸(如H2CO3、H2S、HCN等)的铝盐在水中几乎完全或大部分水解。所以弱酸的铝盐如Al2S3及Al2(CO3)2等不能用湿法制得。
常见的铝盐有卤化物和硫酸盐,见其它文章。
固态的铝酸盐有NaAlO2和KAlO2等,它们常以水合物形式存在。用干法也可以制得NaAlO2。
Al2O3+2NaOH=(熔融)2NaAlO2+H2O
在水溶液中尚未找到AlO2-这样的离子。由于离子在水中与水分子之间有作用,要确定水溶液中的离子结构是比较困难的。AlO2-离子在水中是以Al(OH)4-(或Al(OH)4(H2O)2-)及Al(OH)63-等配离子形式存在的。拉曼光谱已证实有Al(OH)4-离子存在。因此,象Al与NaOH溶液的反应应表示为:
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
铝酸盐水解使溶液显碱性,水解反应式如下:
[Al(OH)4]- ⇋Al(OH)3+OH-
在这溶液中通入CO2,将促进水解的进行而得到真正的氢氧化铝沉淀。工业上利用这反应从铝土矿制取纯Al(OH)3和Al2O3。方法是:先将铝土矿与烧碱共热,使矿石中的Al2O3转变为可溶性的偏铝酸钠而溶于水,然后通入CO2,即得到Al(OH3)沉淀,滤出沉淀,经过煅烧即成Al2O3。
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3
2Al(OH)3=(煅烧)Al2O3+3H2O
这样制得的Al2O3,可用于冶炼金属铝。
将上法得到的Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氢氟酸,则得到电解法制铝所需要的溶剂冰晶石Na3AlF6。
2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O