硫酸铝
硫酸铝（Aluminum Sulfate）是一种无机化合物，化学式为Al2(SO4)3，其通常为白色、无味的晶体或粉末， 密度为2.71g/cm3，熔点为770°C，溶于水，微溶于乙醇。其受热分解可生成氧化铝、二氧化硫及氧气；在水溶液中存在复杂的平衡，加热时，可促进水解并产生氢氧化铝沉淀，加入碳酸根或硫化物可使水解完全。
硫酸铝常以含有结晶水的形式存在，分子式为Al2(SO4)3·nH2O，其中结晶水含量大于35%的硫酸铝水合物在快速加热时会熔化，而含水小于20%的水合物则很少有此现象，工业上常用的是十六水硫酸铝和十八水硫酸铝。硫酸铝可用含有氧化铝、氢氧化铝的矿石（高岭石和明矾石等）和硫酸反应制得。
硫酸铝可通过降低pH值改良土壤；在造纸工业常可作为沉淀剂；在水处理时可作饮用水或工业废水中的净水剂、凝絮剂；木材工业用作防腐剂、防水剂；消防工业中作为泡沫灭火剂中的内留剂；颜料工业中在生产铬酸铅和色淀颜料时作沉淀剂等；印染工业用作媒染剂和冰染染料人造纤维印花；石油化工中常用作脱色、脱臭剂；同时硫酸铝也是制造人造宝石或高级硫酸铝铵等的原料。 此外，在医药行业，可作为收敛剂等。
发现历史
古典时期和中世纪，硫酸铝经常被用作媒染剂。由于这个时期，任何与媒染剂一样起作用的、带白色的收敛性矿物质都会被叫做硫酸铝钾，所以天然硫酸铝通常被称为“也门明矾”。
明矾石主要用来生产硫酸铝和明矾，据文献记载，中国在宋代就已经开始开采明矾石。后来1637年明代宋应星所著《天工开物》中记载了矾石的制造和用途。
1827年，人类第一次使用硫酸铝作为混凝剂进行水处理试验，标志着混凝方法成为水处理的重要部分。1884年，美国人海特（Hyatt）取得滤池处理水的专利权。 1880—1890年，水处理的应用中开始系统地使用硫酸铝和Fe2(SO4)3·9H2O，进行了混凝处理的可行性研究。
理化性质
物理性质
硫酸铝为白色、无味、有光泽的晶体、碎片、颗粒或粉末， 其化学式为Al2(SO4)3，相对分子量为342.2。 密度为2.71g/cm3， 熔点为770°C。其溶于水（86.9g/100ml），微溶于乙醇。硫酸铝在纯硫酸中不能溶解（只是共存），而在硫酸溶液中与硫酸共同溶解于水，所以硫酸铝在硫酸中的溶解度就是硫酸铝在水中的溶解度。硫酸铝极易溶于水。室温时，其在水中的溶解度约为50%，在沸水中的溶解度提高至90%以上。
硫酸铝常以含有结晶水的形式存在，分子式为Al2(SO4)3·nH2O，其中结晶水含量大于35%的硫酸铝水合物在快速加热时会熔化，而含水小于20%的水合物则很少有此现象。工业上常用的是十八水硫酸铝，即Al2(SO4)3·18H2O。Al2(SO4)3·18H2O外观为白色片状、粒状或块状，是无毒且有光泽的结晶，相对密度为1.61，不易风化而失去结晶水，比较稳定，加热会失水。 十六水硫酸铝也比较常用，其在空气中稳定，当相对湿度约低于25%时风化。其熔点为86.5℃，继续加热会熔融，分解并放出三氧化硫，加热至250℃时失去结晶水。
化学性质
受热分解
水解反应
硫酸铝水溶液呈酸性，pH值在2.5以下， 其水解后生成氢氧化铝。
硫酸铝的水溶液中存在复杂的平衡，实验证明，水溶液中含有、及带电粒子。加热时，可促进水解并产生氢氧化铝沉淀，加入碳酸盐或硫化物可使水解完全：
与酸式盐反应
化学泡沫灭火剂常由硫酸铝和碳酸氢钠组成，首先是这两种物质分别溶解于水，然后将两种溶液混合生成泡沫，装配在泡沫灭火器上使用。
应用领域
造纸工业
硫酸铝在造纸工业常作为沉淀剂：造纸过程中，浆料施胶后，还要将胶料沉淀在纤维上，纸页经烘缸干燥后，方具备抗水性。硫酸铝的沉淀作用，是基于三价铝离子和松香酸离子反应，生成游离松香和水合松香酸铝，两者均不溶于水，易于凝聚而形成松香胶沉淀物吸附于纤维上，从而显示出施胶效果。
水处理
硫酸铝还可作饮用水或工业废水中的净水剂、凝絮剂，以及化学除磷。其中硫酸铝作为水处理的无机化合物凝絮剂，历史悠久，其絮凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响，而且硫酸铝使用便利，可干式或湿式投加。 但是，如果过量使用，会造成水污染，比如，1988年的卡默尔福德（Camelford）自来水厂水污染事件。这次事件虽然没有造成居民中毒，但是导致附近艾伦河里大约六万条三文鱼和鳟鱼死亡。此外在富含硫酸盐的水中，硫酸盐经还原细菌的作用，可转化为硫化物，在缺氧的条件下会进一步生成硫化氢气体。
木材工业
硫酸铝在木材工业常用作防腐剂；也可与石蜡乳化液配合，用于密度板生产，以增强纤维板硬度和防水性能。在制作胶合板过程中，胶液呈弱酸性，在使用前加进少量硫酸铝作为耐水促进剂，其胶合强度比水溶性酚醛树脂高，固化快。
土壤改良
硫酸铝可改良苏打盐碱土：硫酸铝施入土壤后，铝离子发生水解作用，生成单体铝或多聚体铝，产生大量的氢离子, 中和土壤中的氢氧根，降低了土壤的碱化度；同时单体铝或多聚体铝离子，促进了土壤胶体凝聚和微团聚体的形成，从而改善了土壤的结构性，降低了土壤容重，增加了土壤孔隙度和膨胀度，增强了土壤的渗透性能及持水能力，提高了土壤的保水保肥性能，为盐分淋洗与作物生长创造了良好的土壤环境。 同时，植物缺锰时，也可施硫酸铝，降低土壤pH值，提高锰的有效性。 此外，绣球的花色受土壤酸碱度的影响，为了加深蓝色，可在花蕾形成期施用硫酸铝。
其他
化学泡沫灭火剂主要是由硫酸铝和碳酸氢钠两种化学药剂组成，其水溶液通过化学反应生成灭火泡沫。泡沫灭火剂主要用于扑救非水溶性可燃液体及一般固体火灾。
印染工业常用硫酸铝作媒染剂和冰染染料人造纤维印花的防渗色剂；颜料工业中在生产铬黄和色淀颜料时常用硫酸铝作沉淀剂，同时也有固色和填充剂作用；制革工业用作白皮革的鞣剂；油脂工业中用作油脂的澄清剂；无机盐工业用于生产其他铝盐的原料； 饲料行业用作矿物质饲料添加剂；石油化工中常用作脱色、脱臭剂；同时硫酸铝也是制造人造宝石或高级硫酸铝铵等的原料。 此外，在医药行业，可作为收敛剂，用于急性皮炎、湿疹的出期治疗。
制备方法
硫酸分解矿物法
硫酸铝可用含有氧化铝、氢氧化铝的矿石，如高岭石等和硫酸反应制得。 白陶土，又名瓷土、陶土，主要成分是硅酸铝，与硫酸共热时生成硫酸铝及二氧化硅。硫酸铝溶于水，二氧化硅则不溶，从而分离。由于高岭土价格较贵，其制备也可用黏土、冰晶石代替。高岭土与硫酸反应如下：
明矾石的化学成分有Al2O3、SO3、SiO2、K2O等。用其制备硫酸铝时，需先将明矾石焙烧，加上硫酸，再加热溶解后，经浓缩、冷却、凝固制成。
除上述矿物外，也可用铝矾土与硫酸作用制得硫酸铝，其反应如下：
硫酸分解氢氧化铝法
用硫酸分解炼铝厂的氢氧化铝可得较纯净的硫酸铝。
金属铝与硫酸反应
实验室可将金属铝与硫酸反应，生成硫酸铝。
安全事宜
安全标识
GHS危险说明：
危害
硫酸铝无毒，但是其粉尘能刺激眼睛，使角膜发炎或破坏呼吸道粘膜而引起出血。热的硫酸铝溶液溅在皮肤上，会造成灼伤。
参考资料
Aluminum Sulfate.pubchem.2024-02-03
硫酸铝.国际化学品安全卡.2024-02-23
硫酸铝.中国大百科全书.2024-02-03