K2SO4是无氯优质钾肥,Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。某研究性小组对K2SO4和Mn3O4的制备展开了系列研究。

(一)以硫酸工业的尾气SO2制备K2SO4的工艺流程如下:

⑴钾肥K2SO4对农作物生长的作用是___________。

A.促进植物茎、叶生长,使叶色浓绿;

B.增强植物的抗寒、抗旱能力

C.增强植物的抗病虫害、抗倒伏能力

⑵反应釜I中发生的反应包括:①碳酸钙高温分解的化学方程式为________;

②CaO + SO2==CaSO3 ③ 2CaSO3+O2==2CaSO4

⑶反应釜III:向反应II 所得(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后,经蒸发浓缩、过滤 、洗涤、干燥等操作即可制得K2SO4产品。为提高K2SO4产品纯度,过滤时应控制反应液的温度范围为____________(填字母序号,如图为几种盐的溶解度曲线)。

A.0℃-10℃ B. 20℃-30℃ C. 60℃-65℃ D. 80℃-90℃

⑷上述工艺流程中循环利用的物质是_______;证明产品K2SO4中不含杂质的实验方法是_______写出方法、现象)。

(二)实验室以SO2气体为原料制备少量高纯Mn3O4的操作步骤如下:

(步骤I)制备MnSO4溶液:在三颈烧瓶中(装置见图) 加入一定量MnO2和水,先通氮气,再通入SO2和N2混合气体,搅拌反应3小时。停止通SO2,继续反应片刻后过滤得MnSO4溶液。

[资料1]亚硫酸(H2SO3)在Mn2+催化作用下被O2氧化为硫酸,硫酸与MnO2在常温下不易发生反应。

⑸烧杯中石灰乳(有效成分为氢氧化钙)的作用为________。

⑹三颈烧瓶中生成MnSO4的反应化学方程式为____________。

⑺步骤I中,先通入氮气的目的是_________。为使SO2尽可能转化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下,可采取的合理措施有:及时搅拌反应液、_______(任写1条)。

(步骤II)制备MnSO4•H2O晶体:利用硫酸锰的溶解度在100℃以上随温度升高而急剧降低的原理,采用压力釜升温加压结晶法后过滤、洗涤、低温干燥得纯净的MnSO4•H2O晶体。

(步骤III)制备Mn3O4固体:准确称取101.4mg MnSO4•H2O,将MnSO4•H2O晶体在空气中高温煅烧,下图是用热重分析仪测定煅烧时温度与剩余固体质量变化曲线。

[资料2] MnSO4在空气中高温煅烧生成Mn3O4和三氧化硫,当温度超过1000℃时,Mn3O4又被氧气氧化为Mn2O3或MnO2

⑻该曲线中A段所表示物质的化学式为___________。

 0  179183  179191  179197  179201  179207  179209  179213  179219  179221  179227  179233  179237  179239  179243  179249  179251  179257  179261  179263  179267  179269  179273  179275  179277  179278  179279  179281  179282  179283  179285  179287  179291  179293  179297  179299  179303  179309  179311  179317  179321  179323  179327  179333  179339  179341  179347  179351  179353  179359  179363  179369  179377  211419 

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