Question

（10分）某铝合金（硬铝）中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计如下实验：
（1）取样品a g。
（2）将样品溶于足量稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有的金属阳离子为________；滤渣中含有的物质为____________；
（3）往滤液中加入过量NaOH溶液，过滤，写出该步操作中与铝的化合物有关的离子方程式_____________________________。
（4）在第（3）步的滤液中通入足量CO₂，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至重量不再减少为止，冷却后称量，质量为b g。写出足量CO₂通入滤液中所涉及的化学方程式________________。
（5）计算：该样品中铝的质量分数的表达式为___________________________。

Answer 1

(10分) 1.(2)Mg²⁺、Al³⁺　 （2分）  Cu、Si　 （2分）
(3) Al³⁺＋3OH^－===Al(OH)₃↓，Al(OH)₃＋OH^－===AlO₂^－＋2H₂O
或Al³⁺＋4OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O （2分）
(4)NaAlO₂＋CO₂＋2H₂O===NaHCO₃＋Al(OH)₃↓ （2分）(5) ×100% （2分）

试题分析：（2）单质铜和硅与盐酸不反应，所以将样品溶于足量稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有的金属阳离子为Mg²⁺、Al³⁺，滤渣中含有的物质为Cu、Si。
（3）由于氢氧化铝是两性氢氧化物，所以往滤液中加入过量NaOH溶液，生成氢氧化镁白色沉淀，而铝离子先生成氢氧化铝白色沉淀，然后又溶解，反应的离子方程式分别是Al³⁺＋3OH^－===Al(OH)₃↓，Al(OH)₃＋OH^－===AlO₂^－＋2H₂O或Al³⁺＋4OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O。
（4）偏铝酸钠能和CO₂反应生成氢氧化铝白色沉淀，由于CO₂过量，所以反应的化学方程式是NaAlO₂＋CO₂＋2H₂O===NaHCO₃＋Al(OH)₃↓。
（5）最终生成的是氧化铝，质量是bg，则根据原子守恒可知，该样品中铝的质量分数的表达式为＝×100%。
点评：该题是中等难度的试题，试题贴近高考，难易适中，注重能力的培养和解题方法的训练，注重解题的灵活性。有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力，提高学生分析问题、解决问题的能力。有助于提高学生的应试能力和灵活应变能力。