Question

K₂SO₄是无氯优质钾肥，MnSO₄·H₂O在工业、农业等方面有广泛的应用。以硫酸工业的尾气联合制备K₂SO₄和MnSO₄·H₂O的工艺流程如下：

（1）检验K₂SO₄样品是否含有氯化物杂质的实验操作是        。

（2）已知软锰矿浆主要成分是MnO₂，反应IV的化学方程式为        。

（3）已知室温下Mn(OH)₂的K_sp=4.5×10－¹³，向MnSO₄溶液中滴加氨水使溶液的pH＝10，此时溶液中残留的Mn^2＋的浓度为        mol·L－¹。

（4）取一定量MnSO₄·H₂O样品在空气中加热，样品的固体残留率（固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%）随温度的变化如下图所示（样品在300℃时已完全失去结晶水，900℃以上残留固体为金属氧化物）。试通过计算确定曲线中B段所表示物质的化学式（写出计算过程）。

Answer

（1）取少量样品于试管中配成溶液，滴加过量Ba(NO3)2溶液，取上层清液滴加AgNO3溶液

（2）MnO2＋SO2＝MnSO4 （3）4.5 ×10－5 （4）Mn3O4

【解析】

试题分析：（1）检验K2SO4样品是否含有氯化物杂质，即检验存在氯离子，实验操作是取少量样品于试管中配成溶液，滴加过量Ba(NO3)2溶液，取上层清液滴加AgNO3溶液；

（2）软锰矿浆主要成分是MnO2，反应IV为MnO2和SO2的反应，化学方程式为MnO2＋SO2＝MnSO4；

（3）Mn(OH)2的Ksp=4.5×10－13，溶液的pH＝10，则c(OH-)=10－4 mol·L－1，Ksp= c(Mn2＋)c2(OH-)=4.5×10－13，则此时溶液中残留的Mn2＋的浓度为4.5 ×10－5 mol·L－1；

（4）设MnSO4·H2O的物质的量为1 mol，

则m(MnSO4·H2O)=1mol×169g·mol－1 =169g

曲线中B段为锰的氧化物，其质量为m(氧化物)= 169 g×0.4517=76.34g

其中n(Mn) = 1mol，m(Mn)=1mol×55g·mol－1 =55g

n(Mn) : n(O) = 1 mol :mol = 3:4

因此B段所表示物质的化学式为Mn3O4。

考点：无机推断