题干

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。
Ⅰ.以硫酸工业的尾气SO2制备K2SO4的工艺流程如下:

(1)反应釜I中发生的反应包括: 2CaCO3 + 2SO2+O2=2_______+2CO2
(2)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℃
(3)上述工艺流程中循环利用的物质是_______;检验产品K2SO4中不含杂质选用的试剂是_____
A AgNO3溶液 B BaCl2溶液 C Ba(NO3)2溶液 DNaOH溶液
Ⅱ.实验室以SO2气体为原料制备少量高纯Mn3O4的操作步骤如下:
[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。
[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易被氧化。
(步骤I)制备MnSO4溶液:在三颈烧瓶中(装置见(如图)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。

(4)烧杯中石灰乳(有效成分为氢氧化钙)的作用为____________。
(5)三颈烧瓶中生成MnSO4的反应化学方程式为______________。
(6)步骤I中,先通入氮气的目的是____________。为使SO2尽可能转化完全,在不改变固液投料和通入的SO2和N2比例一定的条件下,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。
(7)Mn3O4中的Mn元素有+2,+3价,则Mn3O4中+2价和+3价锰的比例为_____
(8)该曲线中A段所表示物质的化学式为____________。
(9)试通过计算确定反应至图中C点时所对应的剩余固体成分的化学式____(请写出计算过程)。
上一题 下一题 0.65难度 综合题 更新时间:2019-06-01 11:38:15

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