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AlCl₃(三氯化铝)

2025-03-31 20:06:20


关于AlCl₃(三氯化铝)的综合信息整理如下:


一、基本性质

  1. 物理性质外观:无色透明晶体或白色微黄粉末,工业品常呈淡黄色。密度:2.44 g/cm³,熔点190°C(2.5 atm),沸点182.7°C,易升华。溶解性:易溶于水(剧烈水解)、乙醇、乙醚,微溶于苯。
  2. 化学性质水解性:水溶液呈酸性,因Al³⁺水解生成H⁺:
    [
    Al(H2O)6]3++H2O⇌[Al(OH)(H2O)5]2++H3O+ 。与碱反应
    AlCl3+3NaOHAl(OH)3↓+3NaCl(少量NaOH);
    AlCl3+4NaOHNaAlO2+3NaCl+2H2O(过量NaOH)。与碳酸氢钠反应:双水解生成Al(OH)₃和CO₂:
    AlCl3+3NaHCO3→Al(OH)3↓+3CO2↑+3NaCl路易斯酸特性:Al的空p轨道可接受电子对,催化傅-克反应等有机反应。


二、结构与存在形式

  1. 分子结构固态和气态以二聚体Al₂Cl₆形式存在,通过氯桥键(Cl原子为Al提供孤对电子)形成。溶于极性溶剂(如水)时完全解离为Al³⁺和Cl⁻,溶液导电性强。


三、制备方法

  1. 实验室制备铝与盐酸反应:
    ↑2
    Al+6HCl→2AlCl3+3H2↑ 。铝与氯气加热:
    2
    Al+3Cl2Δ2AlCl3 。
  2. 工业制备铝土矿法:高温下铝土矿(Al₂O₃)与Cl₂、焦炭反应:
    Al2O3+3Cl2+3C高温2AlCl3+3CO结晶脱水法:从含AlCl₃·6H₂O的溶液中脱水,需在HCl气流中加热以防止水解。

AlCl₃(三氯化铝)


四、应用领域

  1. 有机合成:作为傅-克反应催化剂,用于合成染料、医药、香料等。
  2. 石油工业:催化裂解、润滑油合成。
  3. 水处理:聚合氯化铝(PAC)用于净水、除磷。
  4. 金属冶炼:铝热反应中用于焊接钢轨。
  5. 分析试剂:用于检测或分离金属离子。

五、安全与储存

  • 腐蚀性:对皮肤、呼吸道有刺激性,操作需防护。
  • 储存:密封干燥保存,避免接触水分。


六、环保替代品

传统AlCl₃因腐蚀性、难回收等问题,正被固体超强路易斯酸(如HS-AlF₃)替代,后者稳定性高且可重复使用。

如需进一步了解某方面细节(如具体反应机制或工业流程),可参考对应文献来源。