化学自习室移动版

Al₂O₃有多种不同的结构变体(α－A₁₂O₃ ，β－Al₂O₃ ，γ－ Al₂O₃，这是每个化学教师知识结构常识范围内的问题。但是在实际教学中，以下问题 既很具体，又很棘手。

(1) Al表面生成的锈迹是哪种结构的Al₂O₃?

(2) 用Al条做“毛刷实验”所生成绒毛是什 么结构的Al₂O₃?

(3) 通常用Al(OH)₃分解生成的氧化铝是何种结构的Al₂O₃?

(4) Al在空气中燃烧生成的Al₂O₃，是α－Al₂O₃ ，β－Al₂O₃ ，γ－Al₂O₃中哪一种?

(5) 从商店买回来的化学试剂Al₂O₃，通常没有指明它是何种变体，那它又该是何种变体的Al₂O₃?

(6)工业上电解氧化铝炼铝，用的是哪种氧化铝?

此外，还有石蜡催化裂化用Al₂O₃，乙醇催化 脱水制乙烯、乙醚用Al₂O₃，它们又是何种变体的 Al₂O₃?

所有这些，有的或许是我们教学中的疑 惑，这就是阐释Al₂O₃的旨意所在。

Al₂O₃可以由多种方法制得：①Al在O₂中燃烧；②Al(OH)₃热分解；③铝 盐的热分解。

例如：

4Al(NO₃ )₃ =2Al₂O₃ ＋ 12NO₂ ＋ 3O₂

2Al₂(SO₄ )₃ =2Al₂O₃ ＋ 6SO₂ ＋ 3O₂

6NH₄Al(SO₄)₂=3Al₂O₃ ＋6NH₃ ＋ 12SO₂ ＋6O₂ ＋3H₂O

无论由何种方法制得的Al₂O₃，由于温度的不同，它们的晶态变化也不尽相同，以Al(OH)₃热分解为例：在250℃下AI(OH)₃失去2个水分子而变为一水氧化铝；在500℃ ~550℃时，一水氧化铝失去最后一分子水而成为细碎状态的无水的γ－ Al₂O₃。这种Al₂O₃粒子小，不溶于水，易溶于酸 碱，具有较强的吸附能力和催化活性，通常称为活性氧化铝。当加热到950℃时，无水的γ－Al₂O3 开始变成粒沙状不吸湿不溶于酸碱的α－Al₂O₃。

至此，不难判断常见的Al₂O₃为何种变体有如下规律：

1.如果在常温或是在不太高的温度(950℃以下)生成和使用的Al₂O₃，如(1)、(2)、(3)以及石 蜡裂化、乙醇制乙烯(或乙醚)用的Al₂O₃ ，是为活 性γ－Al₂O₃；反之，如果是在高温下生成和使用的 (4)、(5)、(6)以及电解Al₂O₃炼Al、耐火材料、人 造刚玉用的Al₂O₃是为α－Al₂O₃。

2.用酸碱来判别：溶于酸碱的是γ－Al₂O₃， 如(1)、(2)、(3)及催化剂用Al₂O₃；不溶于酸碱的 是 α－Al₂O₃，如(4)、(5)、(6)所用的 Al₂O₃。

3.还有一种不太常见的β－Al₂O₃，它有离子 传导能力(允许Na^＋通过)。以β－Al₂O₃ (β－铝 土)为电解材料制成的Na－S蓄电池，其蓄电能力为普通铅蓄电池的3 ~5倍，并且可以大电流放电，是一种新型的无污染能源，有很好的应用前景。