偏铝酸钠与相关化合物的区别及鉴别方法

　　偏铝酸钠与相关化合物的区别及鉴别方法

　　一、偏铝酸钠与四羟基合铝酸钠的区别

　　化学组成与结构

　　偏铝酸钠（NaAlO₂）：化学式为NaAlO₂，由钠离子（Na⁺）和偏铝酸根离子（AlO₂⁻）组成。偏铝酸根离子中，铝离子（Al³⁺）与两个氧离子（O²⁻）形成直线型结构，铝采用sp杂化。在固态中，偏铝酸钠通常以聚合物链状结构存在，铝离子与四个氧离子配位形成四面体，并通过氧桥连接成链。

　　四羟基合铝酸钠（Na[Al(OH)₄]）：化学式为Na[Al(OH)₄]，由钠离子（Na⁺）和四羟基合铝酸根离子（[Al(OH)₄]⁻）组成。四羟基合铝酸根离子中，铝离子（Al³⁺）与四个羟基（OH⁻）形成四面体结构，铝采用sp³杂化。钠离子（Na⁺）与带负电的[Al(OH)₄]⁻通过静电作用结合。

　　溶解性与水解性

　　偏铝酸钠：易溶于水，但在水中会发生水解反应，生成氢氧化铝（Al(OH)₃）和氢氧化钠（NaOH），水溶液呈强碱性。

　　四羟基合铝酸钠：易溶于水，且在水中稳定存在，不会发生明显的水解反应，水溶液也呈碱性，但碱性较弱。

　　应用领域

　　偏铝酸钠：广泛应用于水处理、造纸、纺织工业等领域，作为制备其他铝化合物的原料。

　　四羟基合铝酸钠：主要用于制备铝酸盐水泥、催化剂等，在化学实验中作为稳定的铝源。

　　中学阶段的教学处理

　　2022年入学的高三学生，在考试中写偏铝酸钠（NaAlO₂）或者四羟基合铝酸钠（Na[Al(OH)₄]）均可。

　　2023年入学的高二学生与2024年入学的高一学生，在考试中建议写四羟基合铝酸钠（Na[Al(OH)₄]）。

　　二、偏铝酸钠的鉴别方法

　　与强酸（如盐酸）的鉴别

　　互滴法：

　　向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸钠溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀。这是因为氢离子先和偏铝酸根离子、水生成氢氧化铝，但氢离子过量，所以又中和了沉淀。

　　向偏铝酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解。这是因为偏铝酸根离子先和较多氢离子生成铝离子和水，等氢离子反应完后，偏铝酸根离子再和水、生成的铝离子产生氢氧化铝沉淀。

　　反应方程式：

　　向盐酸中滴加偏铝酸钠：NaAlO₂+4HCl（过量）=NaCl+AlCl₃+2H₂O

　　向偏铝酸钠中滴加盐酸：NaAlO₂+HCl（少量）+H₂O=NaCl+Al(OH)₃↓

　　与碳酸钠、硅酸氢钡等溶液的鉴别

　　使用硫酸作为鉴别试剂：

　　向偏铝酸钠溶液中加入硫酸，开始产生白色沉淀，继续添加过量硫酸，沉淀又溶解。这是因为偏铝酸钠与硫酸反应先生成氢氧化铝沉淀，后氢氧化铝与过量硫酸反应生成硫酸铝和水。

　　向碳酸钠溶液中加入硫酸，产生气体（二氧化碳）。

　　向硅酸氢钡溶液中加入硫酸，产生白色沉淀，继续添加硫酸，沉淀不溶解。