电解铝厂的实验室为测定铝土矿（主要成分是Al2O3，杂质是Fe2O3、SiO2）样品中Al2O3的质量分数，操作如下：①将铝土矿样品粉碎后加入足量稀H2SO4溶液，充分反应后过滤，得滤液a②向滤液a中

Question

电解铝厂的实验室为测定铝土矿（主要成分是Al₂O₃，杂质是Fe₂O₃、SiO₂）样品中Al₂O₃的质量分数，操作如下：
①将铝土矿样品粉碎后加入足量稀H₂SO₄溶液，充分反应后过滤，得滤液a
②向滤液a中加入足量NaOH溶液，充分反应后过滤，得滤液b
③向滤液b中通入足量CO₂，充分反应后过滤、洗涤，得Al（OH）₃沉淀
④…
（1）滤液a中阳离子有___（写离子符号）．
（2）由滤液b得到Al（OH）₃的离子方程式为___．
（3）操作④是___．
（4）要测定铝土矿样品中Al₂O₃的质量分数，所需数据是___（质量数据用x、y…表示，单位是g）；铝土矿样品中Al₂O₃质量分数表达式是___（用含x、y…的式子表示）．

Answer 1

（1）将铝土矿样品粉碎后加入足量稀H₂SO₄溶液，Al₂O₃和Fe₂O₃与稀硫酸反应，SiO₂不与稀硫酸反应，所以过滤后得到滤液a中含有阳离子为：H⁺、Al³⁺、Fe³⁺；
故答案为：H⁺、Al³⁺、Fe³⁺；                            
（2）向滤液b中通入足量CO₂，充分反应后过滤、洗涤，得Al（OH）₃沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（3）本实验中需要通过氢氧化铝的质量、氧化铝样品的质量测定样品中氧化铝的质量分数，所以步骤Ⅳ需要干燥Al（OH）₃沉淀并称量其质量，
故答案为：干燥Al（OH）₃沉淀、称量；              
（4）要测定铝土矿样品中Al₂O₃的质量分数，需要通过氢氧化铝沉淀的质量计算出氧化铝的质量，还应该知道样品的质量，设铝土矿样品的质量为xg、氢氧化铝的质量为y，根据质量守恒可知样品中氧化铝的质量为：(yg)/(78g/mol)×(1)/(2)×102g/mol=(102y)/(156)g，
则该铝土矿样品中氧化铝的质量分数为：((102y)/(156)g)/(xg)×100%=(102y)/(156x)×100%，
故答案为：铝土矿样品质量xg、Al（OH）₃质量y g；(102y)/(156x)×100%．