初中化学过滤的原理、方法及其应用解答题

某兴趣小组进行纯碱样品（杂质仅含NaCl）中Na ₂CO ₃质量分数的测定实验，主要操作流程如图：

（1）请指出图中过滤操作中的一处错误： 　　。

（2）为节约药品，可先向呈碱性的Na ₂CO ₃溶液中滴加无色酚酞试液，溶液呈 　 　色，再向溶液中滴加CaCl ₂溶液至颜色恰好消失，即可停止滴加。

（3）以下操作过程会导致Na ₂CO ₃质量分数测定值偏小的有 　　。

A．称量沉淀质量时忘记读取游码所示的值（不为零）

B．沉淀未完全烘干就进行称量

C．溶解时，充分搅拌后，样品未能完全溶解即进行下步操作。

绿矾（FeSO₄•7H₂O）是硫酸法生产太白粉的主要副产物，可用于制备Fe₂O₃，复印用Fe₃O₄粉、还原铁粉等，开发利用绿矾工艺是一项十分有意义的工作。某研究性小组展开了系列研究。

Ⅰ制备Fe₂O₃

【资料一】

（1）无水硫酸铜遇水变成蓝色的硫酸铜晶体。

（2）绿矾（FeSO₄•7H₂O）高温分解产生一种金属氧化物和几种气态非金属氧化物。

（3）SO₂是无色有窒息性臭味的有毒气体，能使品红溶液褪色。

甲同学用如下装置制备Fe₂O₃并验证绿矾受热分解的其他产物；

实验过程中发现：A中有　　色固体生成，B中无水硫酸铜变蓝，C中U形管内有无色晶体（SO₃）析出，D中品红溶液褪色，装置E的作用是　　，绿矾高温分解的化学方程式为　　。

Ⅱ制备Fe₃O₄

   乙同学模拟生产复印用Fe₃O₄粉的实验流程如下：

【资料二】Fe（OH）₂是一种白色难溶于水的固体，在空气中易被氧化。

    FeSO₄溶液中加入NaOH溶液，反应的化学方程式依次为①　　，②4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．由沉淀a获得Fe₃O₄的化学方程式为：Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃═Fe₃O₄+4H₂O

若制取Fe（OH）₂，采取的实验操作是：向盛有5mL新制FeSO₄溶液的试管中加入10滴植物油，然后用胶头滴管加煮沸的NaOH溶液（驱赶O₂），胶头滴管的正确使用方法是　　（填字母）。

Ⅲ制备还原铁粉

    制备还原铁粉的工业流程如下：

（1）操作1的名称是　　，NH₄HCO₃和FeSO₄溶液反应的化学方程式为　　。

（2）若将14.06g粗还原铁粉（假设粗还原铁粉中杂质仅含少量Fe_xC）在氧气流中完全反应，得到0.22gCO₂，将相同质量的粗还原铁粉与足量稀硫酸反应，得到0.48gH₂（Fe_xC与稀硫酸反应不产生H₂）。试通过计算确定Fe_xC的化学式（请写出计算过程）　　。

（3）粗还原铁粉经加工处理后变成纯还原铁粉，纯还原铁粉和水蒸气在高温条件下也可制得四氧化三铁，同时生成一种气体。其装置如图所示：

    SAP材料吸水性强，湿润的SAP材料能为该反应持续提供水蒸气。实验开始一段时间后，观察到在肥皂液中有大量的气泡产生，此气泡用火柴即能点燃，同时有肥皂泡飘到空中。生成的气体是　　，干燥的SAP材料作用是　　。

氧化锌软膏可用于急性或亚急性皮炎、湿疹、痱子及轻度、小面积的皮肤溃疡。闪锌矿（主要成分为ZnS）是含锌的主要矿物质之一，高温煅烧闪锌矿生成氧化锌和SO₂，以氧化锌产品为原料制备纯氧化锌的生产工艺流程如图：

（1）已知A为碳酸锌和硫酸钠的混合物，则滤渣2的化学式为　　。

（2）上述步骤中，步骤⑥的操作是　　（填操作名称）。

（3）在上述步骤中，步骤　　发生的反应属于分解反应。

（4）步骤④中发生的反应化学方程式为　　（提示：ZnO与酸反应和Fe₂O₃与酸反应类似）。

工业上常利用石灰浆[主要成分为Ca（OH）₂]制备化工原料KClO₃的流程如下：

已知：①反应1为：6Cl₂+6Ca（OH）₂ Ca（ClO₃）₂+5CaCl₂+6H₂O．

②有关物质在常温下的溶解度如下：

物质	Ca（ClO3）2	CaCl2	KClO3	KCl
溶解度/g	209.0	74.5	7.3	34.0

回答下列问题：

（1）在实验中两次涉及过滤操作，完成此操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、　　，该操作中玻璃棒的作用是　　．

（2）Ca（ClO₃）₂的名称是　　．对于反应1，参加反应的Cl₂中有一部分Cl的化合价升高，另一部分降低，则化合价升高的Cl与化合价降低的Cl 的个数比为　　．

（3）反应2为KCl与Ca（ClO₃）₂发生的复分解反应，该反应能发生的主要原因是　　．溶液A中含有的溶质为CaCl₂和　　（填化学式）．

（4）上述流程中析出的KClO₃晶体表面通常吸附有Ca²⁺、Cl^﹣等杂质离子，过滤时洗涤KClO₃晶体，应选用下列中的　　饱和溶液（填编号）．

A．KCl      B．CaCl₂      C．KClO₃       D．Na₂CO₃．

如图是实验室常用仪器，利用这些仪器可完成多个实验，请据图回答问题．

（1）加热液体：需要用到的仪器D的名称是 　　；

（2）过滤液体：除玻璃棒外，还需选择仪器G、H和 　　（填字母序号）；

（3）制取气体：实验室制取二氧化碳的化学方程式是 　　，组装制取并收集二氧化碳的装置，需从上述仪器中选择 　　（填字母序号）．实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是 　　，利用上述仪器组装发生装置，需要用到的仪器是 　　（填字母序号）．

（4）小杨用澄清的石灰水检验二氧化碳，其原理是 　　（用化学方程式表示），实验中，小杨观察到石灰水中持续出现气泡，但石灰水始终不变浑浊，你认为可能的原因是 　　．

随着环境问题的日益严重，垃圾的处理问题正日益被人们所重视．某垃圾处理厂对金属垃圾（主要成分是铁、铜、氧化铁、二氧化硅）处理及综合利用的部分工艺如图所示．请回答下列问题：

（1）I、II均为　　操作，此操作中玻璃棒的作用是搅拌、　　；

（2）步骤③所发生的反应属于基本反应类型中的　　；

（3）请写出步骤②、④所发生反应的化学方程式：

②　　；④　　．

小型化工厂常以纯碱和大理石为主要原料，按以下工艺流程生产烧碱（NaOH）。

（1）物质C的化学式是 　　，在步骤Ⅲ中要进行的分离操作是 　　。

（2）写出步骤Ⅰ的化学方程式： 　 　。

（3）写出步骤Ⅲ的化学方程式： 　　。

小明同学在做《粗盐中难溶性杂质的去除》实验时，用到了如图所示装置

（1）请指出该装置图中的一处错误；

（2）改进装置后过滤，发现滤液仍然浑浊，其原因可能是什么？（写出一条即可）

（3）经初步提纯所得精盐是否为纯净物？请写出你的判断和理由．