Question

【题目】Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工业的尾气联合制备化肥X和Mn3O4的工艺流程如下：

请回答下列问题：

(1) 几种盐的溶解度见下如图。化肥X的化学式为________；为获得固体X，加入KCl溶液后需对混合溶液进行蒸发浓缩，当析出大量晶体后，应________(填操作名称)，再洗涤、干燥晶体。

(2) 检验X样品是否含有氯化物杂质的实验操作是________。

(3) 如图是隔绝空气条件煅烧MnSO4·H2O时剩余固体质量与温度的变化曲线，请写出A→B的化学方程式：____________________。

(4) 为了测定产品中Mn3O4的纯度，取2.500 g样品与浓盐酸共热(杂质不与盐酸反应)，将产生的气体通入足量淀粉碘化钾溶液中，稀释至250 mL，从中取25.00 mL用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点时，消耗20.00 mL标准溶液(2Na2S2O3 ＋I2===2NaI＋Na2S4O6)。

① 样品与浓盐酸发生反应的离子方程式为________。

② 该样品的纯度为________。

Answer 1

【答案】 K2SO4 趁热过滤 取少量样品于试管中配成溶液，滴加过量Ba(NO3)2溶液，再取上层清液滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则不含氯化物 3MnSO4Mn3O4＋SO2↑＋2SO3↑ Mn3O4＋8H＋＋2Cl－3Mn2＋＋Cl2↑＋4H2O 91.6%

【解析】(1) 根据图中几种盐的溶解度可知，X为溶解度最低的盐，是K2SO4；为获得固体K2SO4，加入KCl溶液后需对混合溶液进行蒸发浓缩，当析出大量晶体后，应 趁热过滤，再洗涤、干燥晶体。

(2) 检验K2SO4样品是否含有氯化物杂质，可取少量样品于试管中配成溶液，滴加过量Ba(NO3)2溶液，再取上层清液滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则不含氯化物；

(3) 原MnSO4·H2O的质量为100mg，A点质量为89.35mg，减小的质量为100mg-89.35mg=10.65mg，而100mgMnSO4·H2O中水的质量为100mg××100%=10.65mg，可知A为MnSO4，A中Mn元素的质量为89.35mg××100%=32.54mg，B中氧元素的质量为45.17mg-32.54mg=12.63mg，则B中Mn：O=：=3:4，根据元素化合价的判断可知A分解生成B的反应为氧化还原反应，Mn元素化合价升高，则S化合价降低，还原产物为SO2，根据电子守恒或原子守恒可知A→B的化学方程式为3MnSO4Mn3O4＋SO2↑＋2SO3↑；

(4) Mn3O4与浓盐酸混合加热生成氯气和氯化锰，发生反应的离子方程式为Mn3O4＋8H＋＋2Cl－3Mn2＋＋Cl2↑＋4H2O；根据：Mn3O4~~~~~Cl2~~~~~I2~~~~2Na2S2O3，Mn3O4的物质的量为0.1000mol·L－1×0.020L×=0.001mol，该样品Mn3O4的纯度为×100%=91.6%。