Question

（10分）某鋁合金（硬鋁）中含有鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，有人設計如下實驗：
（1）取樣品a g。
（2）將樣品溶于足量稀鹽酸中，過濾，濾液中主要含有的金屬陽離子為________；濾渣中含有的物質為____________；
（3）往濾液中加入過量NaOH溶液，過濾，寫出該步操作中與鋁的化合物有關的離子方程式_____________________________。
（4）在第（3）步的濾液中通入足量CO₂，過濾，將沉淀用蒸餾水洗滌數次后，烘干并灼燒至重量不再減少為止，冷卻后稱量，質量為b g。寫出足量CO₂通入濾液中所涉及的化學方程式________________。
（5）計算：該樣品中鋁的質量分數的表達式為___________________________。

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）

試題分析：（2）單質銅和硅與鹽酸不反應，所以將樣品溶于足量稀鹽酸中，過濾，濾液中主要含有的金屬陽離子為Mg²⁺、Al³⁺，濾渣中含有的物質為Cu、Si。
（3）由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，所以往濾液中加入過量NaOH溶液，生成氫氧化鎂白色沉淀，而鋁離子先生成氫氧化鋁白色沉淀，然后又溶解，反應的離子方程式分別是Al³⁺＋3OH^－===Al(OH)₃↓，Al(OH)₃＋OH^－===AlO₂^－＋2H₂O或Al³⁺＋4OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O。
（4）偏鋁酸鈉能和CO₂反應生成氫氧化鋁白色沉淀，由于CO₂過量，所以反應的化學方程式是NaAlO₂＋CO₂＋2H₂O===NaHCO₃＋Al(OH)₃↓。
（5）最終生成的是氧化鋁，質量是bg，則根據原子守恒可知，該樣品中鋁的質量分數的表達式為＝×100%。
點評：該題是中等難度的試題，試題貼近高考，難易適中，注重能力的培養和解題方法的訓練，注重解題的靈活性。有利于培養學生的邏輯推理能力和發散思維能力，提高學生分析問題、解決問題的能力。有助于提高學生的應試能力和靈活應變能力。