Question

【題目】Mn3O4是生產軟磁鐵氧體材料的主要原料。以硫酸工業的尾氣聯合制備化肥X和Mn3O4的工藝流程如下：

請回答下列問題：

(1) 幾種鹽的溶解度見下如圖。化肥X的化學式為________；為獲得固體X，加入KCl溶液后需對混合溶液進行蒸發濃縮，當析出大量晶體后，應________(填操作名稱)，再洗滌、干燥晶體。

(2) 檢驗X樣品是否含有氯化物雜質的實驗操作是________。

(3) 如圖是隔絕空氣條件煅燒MnSO4·H2O時剩余固體質量與溫度的變化曲線，請寫出A→B的化學方程式：____________________。

(4) 為了測定產品中Mn3O4的純度，取2.500 g樣品與濃鹽酸共熱(雜質不與鹽酸反應)，將產生的氣體通入足量淀粉碘化鉀溶液中，稀釋至250 mL，從中取25.00 mL用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點時，消耗20.00 mL標準溶液(2Na2S2O3 ＋I2===2NaI＋Na2S4O6)。

① 樣品與濃鹽酸發生反應的離子方程式為________。

② 該樣品的純度為________。

Answer 1

【答案】 K2SO4 趁熱過濾 取少量樣品于試管中配成溶液，滴加過量Ba(NO3)2溶液，再取上層清液滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則不含氯化物 3MnSO4Mn3O4＋SO2↑＋2SO3↑ Mn3O4＋8H＋＋2Cl－3Mn2＋＋Cl2↑＋4H2O 91.6%

【解析】(1) 根據圖中幾種鹽的溶解度可知，X為溶解度最低的鹽，是K2SO4；為獲得固體K2SO4，加入KCl溶液后需對混合溶液進行蒸發濃縮，當析出大量晶體后，應 趁熱過濾，再洗滌、干燥晶體。

(2) 檢驗K2SO4樣品是否含有氯化物雜質，可取少量樣品于試管中配成溶液，滴加過量Ba(NO3)2溶液，再取上層清液滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則不含氯化物；

(3) 原MnSO4·H2O的質量為100mg，A點質量為89.35mg，減小的質量為100mg-89.35mg=10.65mg，而100mgMnSO4·H2O中水的質量為100mg××100%=10.65mg，可知A為MnSO4，A中Mn元素的質量為89.35mg××100%=32.54mg，B中氧元素的質量為45.17mg-32.54mg=12.63mg，則B中Mn：O=：=3:4，根據元素化合價的判斷可知A分解生成B的反應為氧化還原反應，Mn元素化合價升高，則S化合價降低，還原產物為SO2，根據電子守恒或原子守恒可知A→B的化學方程式為3MnSO4Mn3O4＋SO2↑＋2SO3↑；

(4) Mn3O4與濃鹽酸混合加熱生成氯氣和氯化錳，發生反應的離子方程式為Mn3O4＋8H＋＋2Cl－3Mn2＋＋Cl2↑＋4H2O；根據：Mn3O4~~~~~Cl2~~~~~I2~~~~2Na2S2O3，Mn3O4的物質的量為0.1000mol·L－1×0.020L×=0.001mol，該樣品Mn3O4的純度為×100%=91.6%。