Question

K₂SO₄是無氯優質鉀肥，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K₂SO₄和Mn₃O₄的工藝流程如下：
     
（1）幾種鹽的溶解度見圖。反應III中，向(NH₄)₂SO₄溶液中加入KCl溶液充分反應后，進行蒸發濃縮、     、洗滌、干燥等操作即得K₂SO₄產品。

（2）檢驗K₂SO₄樣品是否含有氯化物雜質的實驗操作是：                       。
（3）反應IV的化學方程式為                       。
（4）Mn₃O₄與濃鹽酸加熱時發生反應的離子方程式為                    。
（5）下圖是煅燒MnSO₄?H₂O時溫度與剩余固體質量變化曲線。

①該曲線中B段所表示物質的化學式為                                   。
②煅燒過程中固體錳含量隨溫度的升高而增大，但當溫度超過1000℃時，再冷卻后，測得產物的總錳含量反而減小。試分析產物總錳含量減小的原因：         。

Answer 1

（1）趁熱過濾
（2）取少量樣品于試管中配成溶液，滴加過量Ba(NO₃)₂溶液，取上層清液滴加AgNO₃溶液
（3）MnO₂＋SO₂＝MnSO₄
（4）Mn₃O₄＋8H^＋＋2Cl^－3Mn^2＋＋Cl₂↑＋4H₂O
（5）①Mn₃O₄②部分Mn₃O₄又被氧化為Mn₂O₃或MnO₂，造成總錳含量減小

解析試題分析：（1）四種物質中相同溫度下硫酸鉀溶解度最小，所以反應III中蒸發濃縮后硫酸鉀析出，趁熱過濾得硫酸鉀晶體，再洗滌、干燥即可。（2）檢驗Cl^-一般用硝酸銀溶液和稀硝酸，但SO₄^2-也能與Ag⁺形成硫酸銀沉淀，所以檢驗Cl^-前要先加過量硝酸鋇溶液將SO₄^2-沉淀，過濾后向濾液中加硝酸銀溶液看是否產生白色沉淀。（3）二氧化錳與二氧化硫生成硫酸錳。（4）Mn常見價態有+2、+4、+6、+7，四氧化三錳可改寫為MnO₂·2MnO，MnO₂與濃鹽酸生成MnCl₂、Cl₂和H₂O、MnO與鹽酸生成MnCl₂和H₂O。（5）由流程圖可知硫酸錳晶體鍛燒得到四氧化三錳，根據圖中數據，由Mn守恒確認B為四氧化三錳。溫度超過1000℃時，再冷卻后，測得產物的總錳含量反而減小原因可能是四氧化三錳被氧化為二氧化錳或三氧化二錳，使錳含量減小。
考點： 化學實驗 離子的檢驗 化學（離子）方程式的書寫 圖像的分析