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[科普中国]-偏铝酸钾

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偏铝酸钾是偏铝酸的钾盐,化学式为KAlO2,常温下为白色固体,性质与偏铝酸钠十分相似,与偏铝酸钠同属偏铝酸盐。单质铝、氧化铝、氢氧化铝与氢氧化钾反应,即可生成偏铝酸钾。

偏铝酸钾可溶于水,其溶液呈碱性,与强酸会反应生成氢氧化铝甚至是铝离子。偏铝酸钾还会和铝离子反应,生成氢氧化铝。

另外,偏铝酸钾还可以与浓硫酸反应,生成复盐明矾(十二水合硫酸铝钾)。

基本信息【中文名】偏铝酸钾

【英文】potassium metaaluminate

【化学式】KAlO2

【溶解性】 可溶于水

【相对分子质量】大约为98

【状态】 常温下为白色固体1

生成1、与偏铝酸钠的生成类似,偏铝酸钾可由铝、氢氧化铝或氧化铝与氢氧化钾溶液反应生成

2Al+2KOH+2H2O=2KAlO2+3H2↑

Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2OAl2O3+2KOH=2KAlO2+H2O

2、偏铝酸钾还可以由铝盐加过量氢氧化钾生成

AlCl3+4KOH=KAlO2+3KCl+2H2O1

化学性质概述由于偏铝酸钾和偏铝酸钠都含有偏铝酸根离子,故而,偏铝酸钾的很多化学性质与偏铝酸钠类似,比如与强酸反应,和二氧化碳反应,与铝离子反应。其中,参与这些反应的是偏铝酸根离子,钾离子不参加反应。

而因为偏铝酸根是弱酸根,所以偏铝酸根会水解,故而偏铝酸钾溶液呈碱性。

另外,偏铝酸钾还可以与浓硫酸反应,生成明矾(十二水合硫酸铝钾)。2

与强酸反应偏铝酸钾溶液可以与强酸(比如盐酸等)反应,生成氢氧化铝,如果强酸过量,还可生成铝离子

KAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+KCl

KAlO2+4HCl=AlCl3+2H2O+KCl2

与二氧化碳反应偏铝酸钾溶液与二氧化碳发生反应,生成碳酸钾和氢氧化铝。但是,氢氧化铝并不和二氧化碳反应,但碳酸钾会和二氧化碳继续反应,生成碳酸氢钾。故而,在二氧化碳适量时,生成的是氢氧化铝和碳酸钾,二氧化碳过量时,生成氢氧化铝和碳酸氢钾

2KAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+K2CO3(二氧化碳适量)

KAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+KHCO3(二氧化碳过量)

与铝离子反应偏铝酸钾会和铝离子发生双水解反应,生成氢氧化铝

AlCl3+3KAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3KCl2

与碳酸氢根离子反应偏铝酸钾不仅仅会和铝离子反应,和碳酸氢根离子也会发生类似强酸制弱酸的反应(碳酸氢根将它的氢给偏铝酸根,自己形成碳酸根,这是一个单方给予的过程;而双水解则是一个从水那里各取所需的过程),二者在溶液中不能共存。比如偏铝酸钾会和碳酸氢钾发生化学反应,生成碳酸钾和氢氧化铝。偏铝酸钾和碳酸氢钾的反应方程式为:

KAlO2+KHCO3+H2O=Al(OH)3↓+K2CO3

由于钾离子实际上并不参加反应,参加反应的是偏铝酸根离子,故而,该反应化为离子方程式为:

证明:因为碳酸的二级电离常数为:

而氢氧化铝的酸式溶度积常数为:

而由于偏铝酸钾和碳酸氢盐(如碳酸氢钾)反应的化学平衡常数为

常数较大,反应显然能发生。

同理,偏铝酸钾还会和亚硫酸钾、磷酸二氢钾反应,故而偏铝酸钾与碳酸氢盐(如碳酸氢钾(KHCO3))、亚硫酸氢盐溶液(如亚硫酸氢钾(KHSO3))、磷酸二氢盐溶液(如磷酸二氢钾(KH2PO4))都不能共存于同一溶液中。但是,偏铝酸钾可以和碳酸根共存于同一溶液中。2

生成明矾在偏铝酸钾溶液中加入过量浓硫酸,可生成溶解度较小的复盐明矾(KAl(SO4)2·12H2O)。反应式为:

故该反应可用于制备明矾。

水解由于偏铝酸钾中的偏铝酸根是弱酸根离子,故而偏铝酸钾可在水中发生水解,参与水解的是偏铝酸根离子,钾离子并不参加反应。

由于偏铝酸根离子水解的缘故,偏铝酸钾溶液呈碱性。反应方程式为(注:该反应可逆):

反应实质在关于偏铝酸钾的很多反应中,由于钾离子不参与反应,故而参与反应的实际上是偏铝酸根离子。

与强酸发生反应(注:上面的反应是酸适量时发生,下面的反应是酸过量时发生)

与弱酸H2CO3发生反应,即通入CO2气:

∵Al(OH)3酸性