Question

K₂SO₄是无氯优质钾肥，Mn₃O₄是生产磁性氧体材料的主要原料，以硫酸工业的尾气联合制备K₂SO₄和Mn₃O₄的工艺流程如下：

（1）几种盐的溶解度见图2．反应Ⅲ中，向(NH₄)₂SO₄溶液中加入KCl溶液充分反应后，进行蒸发浓缩、________、洗涤、干燥等操作即得K₂SO₄产品。

（2）检验K₂SO₄样品是否含有氯化物杂质的实验操作是______________________________；

（3）反应Ⅳ的化学方程式为_____________________________；

（4）Mn₃O₄与浓盐酸加热时发生反应的离子方程式为_____________________________；

（5）图3煅烧MnSO₄•H₂O时温度与剩余固体质量变化曲线。

①该曲线中B段所表示物质的化学式为_______________________；

②煅烧过程中固体锰含量随温度的升高而增大，但当温度超过1000℃时，再冷却后，测得产物的总锰含量反而减小．试分析产物总锰含量减小的原因_______________________。

Answer

（1）趁热过滤（2）取少量溶液于试管中配成溶液，滴加过量的Ba(NO3)2溶液，取上层清液滴加AgNO3溶液 （3）MnO2+SO2=MnSO4 （4）Mn3O4+8H++2Cl-3Mn2++Cl2↑+4H2O （5）①Mn3O4 ②部分Mn3O4又被氧化成Mn2O3或MnO2，造成总锰含量减少

【解析】

试题分析：（1）四种物质中相同温度下硫酸钾溶解度最小，所以反应Ⅲ中蒸发浓缩后硫酸钾析出，趁热过滤减少杂质，得硫酸钾晶体，再洗涤、干燥即可；

（2）检验Cl-用硝酸银溶液和稀硝酸，同时又要除去干扰实验的硫酸根离子，具体方案为：取少量溶液于试管中配成溶液，滴加过量的Ba(NO3)2溶液，取上层清液滴加AgNO3溶液；

（3）二氧化硫与二氧化锰反应，除杂后得到硫酸锰晶体，可知二者反应生成硫酸锰，反应方程式为：MnO2+SO2=MnSO4；

（4）+4价锰离子具有氧化性可以氧化氯离子为氯气，四氧化三锰可改写为MnO2•2MnO，MnO2与浓盐酸生成MnCl2、Cl2和H2O、MnO与盐酸生成MnCl2和H2O，反应方程式为：Mn3O4+8H++2Cl-

3Mn2++Cl2↑+4H2O；

（5）①热重曲线中一般先失去结晶水(可能分步)，100gMnSO4•H2O中结晶水的质量为100g×=10.65g，可知A为硫酸锰，升高温度盐分解得到金属氧化物，由流程图可知硫酸锰晶体锻烧得到四氧化三锰，100gMnSO4•H2O分解可以得到四氧化三锰的质量为×229g/mol=45.17g，故B为Mn3O4；

②继续加热产物中总锰含量反而减小，说明吸收了氧，进一步说明B中的锰元素存在低价，可能是部分Mn3O4又被氧化成Mn2O3或MnO2，造成总锰含量减少。

考点：考查物质制备工艺流程、离子检验、陌生方程式书写、物质的分离提纯、化学反应图象等。