氢氧化铝的性质：

不溶于水的白色胶状物质；能凝聚水中的悬浮物，可用作净水剂、可治疗胃酸过多、作糖的脱色剂等；既能与酸反应，又能与碱反应。
(1)与酸反应：Al(OH)₃+3H⁺==Al³⁺+3H₂O
(2)与碱反应：Al(OH)₃+OH^-==AlO₂^-+2H₂O

氢氧化铝的性质：

• 氢氧化铝是一种白色不溶于水的胶状沉淀，它能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。
• 氢氧化铝既能与强酸反应也能与强碱反应，是两性氢氧化物。
• 氢氧化铝是医用的胃酸中和剂的一种，它的碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激或腐蚀作用，但却可以与酸反应，是胃液酸度降低，起到中和过多胃酸的作用。
• 氢氧化铝受热是分解成氧化铝和水。2Al(OH)₃=(加热)=Al₂O₃+3H₂O

氢氧化铝的制备：

 实验室制法：Al₂(SO₄)₃+6NH₃·H₂O==(NH₄)₂SO₄+Al(OH)₃↓
其他制法：①AlO₂^-+HCO₃^-+H₂O=Al(OH)₃↓+CO₃^2-
②2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al(OH)₃↓+CO₃^2-
③AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+HCO₃^-
④3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O==4Al(OH)₃↓
例题：用稀H₂SO₄、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)₃。
甲、乙、丙三个学生的制备途径分别是　　　
甲：　　　
乙：　　　
丙：　
若要得到等量的Al(OH)₃，则(　B　) 　　　
A．三者消耗的原料相同　　　B．甲消耗的原料的总物质的量最多　　　C．乙消耗的原料的总物质的量最少　　　D．丙消耗的原料的总物质的量最多　　　

有关Al(OH)₃的计算及图象分析：

解答有关Al(OH)₃的图象和计算问题要注意以下三点：
(1)“铝三角”关系图中各物质转化方程式中的化学计量数关系。
(2)铝元素的存在形式。
(3)图象分析时：首先要看清横、纵坐标的含义，其次要对图象进行全面的分析，尤其需要关注的是特殊点(起点、折点、顶点、终点)的含义。
1、铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)₃沉淀的计算
反应关系如下：
(1)Al³⁺+3OH^-==Al(OH)₃(生成沉淀)
(2)Al(OH)₃+OH^-==AlO₂^-+2H₂O(沉淀溶解)
(3)Al³⁺+4OH^-==AlO₂^-+2H₂O(生成沉淀，又恰好溶解) 
分析以上三个化学反应方程式，所得Al(OH)₃沉淀的物质的量与n(Al³⁺)、n(OH^-)的关系为：
当≤3时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=n(OH^-)
当≥4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=0

当3<<4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=4n(Al³⁺)-n(OH^-)

2、有关Al(OH)₃的图像分析
①向溶液中滴加溶液

O～A段：
A～B段：
②向强碱溶液中滴入铝盐溶液

O～A段：
A～B段：
③向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液
A. 向铝盐中滴加氨水时，当氨水增加到时，产生最大沉淀量

B. 向氨水中滴加铝盐溶液时，开始时氨水过量，如图所示


分析得：氢氧化铝不溶于弱碱氨水中。
④向偏铝酸盐溶液中滴入强酸

O～A段：
O～B段：
⑤向盐酸中滴加偏铝酸盐溶液

O～A段：
A～B段：

方法与技巧：

1. 利用互滴顺序不同，现象不同可检验的溶液
   (1)AlCl₃溶液和盐酸
   (2)NaAlO₂溶液和盐酸
   (3)Na₂CO₃溶液和盐酸
   (4)AgNO₃溶液和氨水
2. 当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H⁺反应，再与Mg²⁺、Al³⁺反应生成沉淀，再与NH₄⁺反应，最后才溶解Al(OH)₃沉淀。一般是按生成水、沉淀、气体的顺序反应。可用图像表示为：
   
3. AlO₂^-与HCO₃^-的反应不属于水解相互促进的反应，而是HCO₃^-电离出的H⁺与AlO₂^-发生的反应：AlO₂^-+HCO₃^-+H₂O=Al(OH)₃↓+CO₃^2-

偏铝酸盐：

偏铝酸盐是指含有“AlO₂^-”集团的盐，是铝及其氧化物与强碱反应的产物。
例如Al(OH)₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O。

偏铝酸盐的性质用离子方程式表示如下： ①偏铝酸盐溶液发生水解反应，溶液呈碱性。 ALO2-+2H2O==AL(OH)3+OH- ②偏铝酸盐与酸反应与强酸发生反应：适量强酸：ALO2-+H+H2O==AL(OH)3 过量强酸：ALO2-+4H+==AL3++2H2O 与弱酸（H2CO3）发生反应：即通入CO2气适量CO2：2ALO2-+CO2+3H2O==2AL(OH)3+CO32- 过量CO2：ALO2-+CO2+2H2O==AL(OH)3+HCO3- ③铝盐与偏铝酸盐溶液反应： AL3++3ALO2-+6H2O==4AL(OH)3 偏铝酸盐也可以理解为两性物质Al盐偏碱性的盐。AlO₂^-+H⁺(少量)+H₂O==Al(OH)₃↓ 
AlO₂^-+4H⁺(过量)==Al³⁺+2H₂O

偏铝酸盐的性质：

偏铝酸盐的性质用离子方程式表示如下：
①偏铝酸盐溶液发生水解反应，溶液呈碱性。AlO₂^-+2H₂O==Al(OH)₃+OH^-
②偏铝酸盐与酸反应与强酸发生反应：
适量强酸：AlO₂^-+H⁺+H₂O==Al(OH)₃
过量强酸：AlO₂^-+4H⁺==Al³⁺+2H₂O
与弱酸（H₂CO₃）发生反应：即通入适量CO₂：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O==2Al(OH)₃+CO₃^2-
过量CO₂：AlO₂^-+CO₂+2H₂O==Al(OH)₃+HCO₃^-
③铝盐与偏铝酸盐溶液反应：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O==4Al(OH)₃偏铝酸盐也可以理解为两性物质Al盐偏碱性的盐。

方法与技巧：

偏铝酸盐是在强碱性条件下生成的,所以它的存在环境也是强碱性环境,在离子共存题目中,经常遇到含有AlO₂^-的情况，遇到这样的题目，我们可以认为该溶液中含有OH^-，与很多显酸性的离子不共存。例如：AlO₂^-与Al³⁺、Fe³⁺、NH₄⁺、HCO₃^-等常见离子不共存。

“铝三角”关系：

Al³⁺＋3OH^-===Al(OH)₃↓
Al(OH)₃＋OH^-===AlO₂^-＋2H₂O
Al³⁺＋4OH^-===AlO₂^-＋2H₂O
AlO₂^-＋2H₂O＋CO₂===Al(OH)₃↓＋HCO₃^-
AlO₂^-+H⁺＋H₂O===Al(OH)₃↓
AlO₂^-+4H⁺===Al³⁺＋2H₂O

铝盐：

铝盐是指正三价铝离子和酸根阴离子组成的盐，一般来说呈白色或无色晶体，溶于水，个别不溶于水。
常用的铝盐主要有三氯化铝、硫酸铝和明矾。
(1)与碱反应：Al³⁺+3OH^-(少量)==Al(OH)₃↓ 
Al³⁺+4OH^-(过量)== AlO₂^-+2H₂O
(2)Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O==4Al(OH)₃↓

铝盐的性质：

Al³⁺易水解，显酸性Al³⁺+3H₂O==Al(OH)₃+3H⁺
(1)与碱反应：Al³⁺+3OH^-(少量)==Al(OH)₃↓  
                         Al³⁺+4OH^-(过量)==AlO₂^-+2H₂O
(2)易发生双水解：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O==4Al(OH)₃↓

铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)₃沉淀的计算
反应关系如下：
(1)Al³⁺+3OH^-==Al(OH)₃(生成沉淀)
(2)Al(OH)₃+OH^-==AlO₂^-+2H₂O(沉淀溶解)
(3)Al³⁺+4OH^-==AlO₂^-+2H₂O(生成沉淀，又恰好溶解)
分析以上三个化学反应方程式，所得Al(OH)₃沉淀的物质的量与n(Al³⁺)、n(OH^-)的关系为：
当≤3时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=n(OH^-)
当≥4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=0

当3<<4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=4n(Al³⁺)-n(OH^-)

2、有关Al(OH)₃的图像分析
①向溶液中滴加溶液

O～A段：
A～B段：
②向强碱溶液中滴入铝盐溶液

O～A段：
A～B段：
③向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液
A. 向铝盐中滴加氨水时，当氨水增加到时，产生最大沉淀量

B. 向氨水中滴加铝盐溶液时，开始时氨水过量，如图所示


分析得：氢氧化铝不溶于弱碱氨水中。
④向偏铝酸盐溶液中滴入强酸

O～A段：
O～B段：
⑤向盐酸中滴加偏铝酸盐溶液

O～A段：
A～B段：

“铝三角”关系：

Al³⁺＋3OH^-===Al(OH)₃↓
Al(OH)₃＋OH^-===AlO₂^-＋2H₂O
Al³⁺＋4OH^-===AlO₂^-＋2H₂O
AlO₂^-＋2H₂O＋CO₂===Al(OH)₃↓＋HCO₃^-
AlO₂^-+H⁺＋H₂O===Al(OH)₃↓
AlO₂^-+4H⁺===Al³⁺＋2H₂O

典型例题解析：

在50mLbmol·L^－1的AlCl₃溶液中加入50mLamol·L^－1NaOH溶液。
(1)当a≤3b时，生成Al(OH)₃沉淀的物质的量为________。
(2)当a、b满足________条件时，无沉淀产生。
(3)当a、b满足________条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al(OH)₃的质量为________g。　
解析：依题意知，在AlCl₃溶液中加入NaOH溶液有如下两个反应发生： AlCl₃＋3NaOH===Al(OH)₃↓＋3NaCl       ①
AlCl₃＋4NaOH===NaAlO₂＋3NaCl＋2H₂O        ②
根据以上两反应可以看出：
(1)当a≤3b时，只发生第一个反应，此时NaOH不足量，产生沉淀的量取决于NaOH。3n[Al(OH)₃]＝n（NaOH）?。所以答案为0.05a/3mol。
(2)如果无沉淀生成，Al元素全部以AlO₂^－形式存在。 n(AlCl₃)∶n(NaOH)≤1∶4，即a∶b≥4∶1，所以答案为a≥4b。
(3)此种情况应当是两个反应均发生，铝元素以Al(OH)₃和AlO₂^－两种形式存在。符合关系：即，整理得：3b<a<4b或。

求沉淀的量的方法很多。
解法一：联立方程法。
设反应①中，AlCl₃物质的量为x，则Al(OH)₃为x，NaOH为3x。
反应②中AlCl₃物质的量为y，NaOH为4y。 　　　　
　　　　　　　
解得x＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)mol。 m[Al(OH)₃]＝78g·mol－1×0.05(4b－a)mol=3.9(4b-a)g。
解法二：守恒法。此种条件下，溶液中的离子有Na^＋、Cl^－、AlO₂^-。　　　　
n(AlO₂^-)＝n(Na^＋)－n(Cl^－)＝0.05amol－0.05×3bmol。　　　　
n[Al(OH)₃]＝n(Al^3＋)_总－n(AlO₂^-)＝0.05bmol－(0.05amol－0.15bmol)＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)mol。　　　　
m[Al(OH)3]＝78g·mol－1×0.05(4b－a)mol ＝3.9(4b－a)g。　　　　
【答案】　

自发过程与自发反应：

在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的过程叫做自发过程；在一定温度和压强下，无需外界帮助就可以自发进行到显著程度的化学反应叫自发反应。

化学反应方向的判据：

1．焓变对反应方向的影响：
△H<0 的化学反应也能自发进行。但有些△H>0的化学反应也能自发进行，也就是说，焓变是与化学反应能否自发进行有关的一个重要因素，但不是唯一的因素：
2．熵与熵变：
熵是用于描述体系混乱度的物理量，以符号S表示。熵值越大，体系的混乱度越大。
在一定条件下，不同物质的熵值不同；对同一物质来说，S(g)>S(l)>S(s)，S(aq)>S(s)。
物质发生化学反应后熵值也发生变化，这个熵值的变化叫做反应的熵变，以符号△S表示，单位是。
△S=生成物总熵一反应物总熵
若△S为正值，表示反应过程中熵值增大，称为熵增过程；若△S为负值，表示反应过程中熵值减小，称为熵减过程。在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵值增大，这个原理也叫做熵增原理。
3．熵变对反应方向的影响：
△S>0有利于化学反应的自发进行，有些△S>0 的化学反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行，有些△S<0的化学反应也能自发进行。总之，熵变是与化学反应能否自发进行有关的一个重要因素，但不是唯一的因素。
4．焓变与熵变对反应方向的共同影响：
在温度和压强一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据是
反应能自发进行
反应达到平衡状态
反应不能自发进行

金属的腐蚀:

1．金属腐蚀的概念金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2．金属腐蚀的实质金属原子(M)失去电子而被氧化的过程。
M-ne^-==M ⁿ⁺

金属的电化学腐蚀:

不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀。最普遍的钢铁腐蚀是：
负极：2Fe-4e^-=2Fe²⁺
正极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^- （注：在少数情况下，若周围介质的酸性较强，正极的反应是：2H⁺+2e^-=H₂↑）
金属的腐蚀以电化腐蚀为主.例如,钢铁生锈的主要过程为

(1)吸氧腐蚀：金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀。
①发生条件：水膜的酸性很弱或呈中性
②反应本质：形成原电池
③铁为负极，（氧化反应）；正极反应：（还原反应）
(2)析氢腐蚀：在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。
①发生条件：水膜的酸性较强
②反应本质：形成原电池
③铁为负极，（氧化反应）；正极反应：（还原反应）

钢铁的电化学腐蚀的两种类型：

金属腐蚀快慢的判断：

金属腐蚀的快慢与下列两个因素有关：
(1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性差别越大，电动势越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。
(2)与金属所接触的电解质溶液的性质有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般来说，可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀> 化学腐蚀>有防护措施的腐蚀

金属的化学腐蚀:

1、定义:金属跟接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2 等)或非电解质液体 (如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀
2、条件：金属跟氧化剂直接接触
3、现象：无电流产生
4、本质：金属被氧化而腐蚀
5、反应速率：v(电化学腐蚀)>v(化学腐蚀)

电化学防护：

(1)外加电流的阴极保护法。如把金属连接在电源的负极上，这样就能消除引起金属腐蚀的原电池反应。
(2)牺牲阳极的阴极保护法。如在金属上铆接比它更活泼的另一种金属，发生金属腐蚀时是较活泼的金属被腐蚀而金属本身受到保护。

金属的表面防护：

(1)改变金属的组成或结构。如在铁中加入一定比例的铬炼制的铬钢，具有很强的耐腐蚀性。既含铬又含镍的铬镍不锈钢，其耐腐蚀性更好。
(2)在金属表面覆盖一层保护膜，使金属与周围具有腐蚀性的气体或电解质溶液隔离，便可保护金属，防止金属腐蚀。如在金属表面喷漆、电镀或表面钝化等。

氮的固定：

1．定义：氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的方法。
2．方法：氮的固定主要方法有：
（1）人工合成氨 ：化学固氨法。其条件要求高、成本高、转化率低、效率低。 
（2）根瘤菌，生物固氨。常温常压下进行。成本低、转化率高、效率高。
3．工业应用：模拟生物的功能，把生物的功能原理用于化学工业生产，借以改善现有的并创造崭新的化学工艺过程。 二、合成氨的反应原理
1．加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氨气的混合气体，可以看到湿润的PH试纸变蓝色
2．用氢 气和氨气合成氨的反应式是
N₂+3H₂2NH₃，属放热反应。
3．工业上，采用以铁为主的催化剂，在400～500℃和10Mpa～30 Mpa的条件下合成氨。
（1）催化剂的主要作用：成千上万倍地加快化学反应速率，缩短达平衡的时间，提高日产量。
（2）合成氨的适宜条件：以铁为主的催化剂，在400～500℃和10Mpa～30 Mpa的条件
（3）选择适宜生产条件的原则：有较高的反应速率和平衡转化率，能最大限度地提高利润。
（4）合成氨生产时，不采用尽可能高的压强，通常采用10MPa~30MPa 的压强，否则会增大设备的动力要求，增大成本。
（5）合成氨的反应为放热反应，降低温度促使平衡向有移动，有利于N2、H2转化为NH3；但降温必然减缓了反应速率，影响单位时间产率。生产中将二者综合考虑，既要保证N₂、H₂的转化率，又要保证较快的反应速率，只能选择适中的温度400～500℃左右。应注意该温度为催化剂活化温度，低于此温度，催化剂不起作用。
（6）催化剂是影响反应速率的几个因素中，对反应速率影响程度最大的。
催化剂的特点： 
①选择性：不 同的反应选择不同的催化剂，如合成氨选择了铁触媒。每种催化剂都是对特定的反应有催化作用，并非能改变任何化学反应的速率。 
②灵敏性：催化剂中混入杂质，常常会失去催化作 用，称催化剂“中毒”，因此  反应气体进入反应器前必须净化。 ③催化剂只有在活化温度以上才能起催化作用，如铁触媒活化温度为400～500℃，因此该温度为合成氨的适宜温度。 

人工固氮技术——合成氨：

1．生产原理
 
2．合成氨的基本生产过程
(1)原料气的制备要实现合成氨的工业化生产，首先要解决氢气和氮气的来源问题。
①氮气的制备合成氨所需要的氮气都取自空气。从空气中制取氮气通常有两种方法：一是将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气；二是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳，再除去二氧化碳得到氮气。
②氢气的制备氢气主要来源于水和碳氢化合物。氢气的制取有下表中的几条途径。

(2)原料气的净化
原料气的净化就是除去原料气中的杂质。在制取原料气的过程中，常混有一些杂质，其中的某些杂质会使合成氨所用的催化剂“中毒”(所谓“中毒”即是催化剂失去催化活性)，所以必须除去。原料气净化的主要目的是防止催化剂“中毒”。
(3)氨的合成与分离
①氨的合成工业合成氨的主要设备是合成塔。将净化后的原料气经过压缩机压缩后输人合成塔，经过下列化学反应合成氨：

②氨的分离从合成塔出来的混合气体，通常约含15％(体积分数)的氨。为了使氨从未反应的氮气和氢气里分离出来，要把混合气体通过冷凝器使氨液化，然后在气体分离器里把液态氨分离出来导入液氨贮罐。南气体分离器出来的气体，经过循环压缩机，再送到合成塔中进行反应。
3．合成氨适宜条件的选择
外加条件要尽可能加快反应速率，提高反应物的转化率.


 4．合成氨的环境保护
随着环境保护意识的增强，以及相关的法律、法规的严格实施，合成氨生产中可能产生的“三废”的处理越来越成为技术改造的重要问题。
(1)废渣
主要来自造气阶段，特别是以煤为原料而产生的煤渣，用重油为原料产生的炭黑等，现在大都将它们用作建材和肥料的原料。
(2)废气
主要是H2S和CO2等气体。对H2S气体的处理，先后采用了直接氧化法(选择性催化氧化)、循环法(使用溶剂将其吸收浓缩)等回收技术。对CO2 的处理，正在不断研究和改进将其作为尿素和碳铵生产原料的途径。
(3)废液
主要是含氰化物和含氨的污水。目前，处理含氰化物污水主要有生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法；处理含氨废水多以蒸馏的方法回收氨达到综合利用的目的，对浓度过低的含氨废水，可用离子交换法治理。