Question

1．K₂SO₄是無氯優(yōu)質(zhì)鉀肥，Mn₃O₄是生產(chǎn)軟磁鐵氧體材料的主要原料．以硫酸工業(yè)的尾氣聯(lián)合制備K₂SO₄和Mn₃O₄的工藝流程如圖1：

【相關(guān)資料】
（1）含水結(jié)晶鹽受熱時通常先失去結(jié)晶水；
（2）圖3中物質(zhì)B就是工業(yè)產(chǎn)品Mn₃O₄；
（3）Mn₃O₄在高溫時會被氧化，且錳的化合價從+1到+7變化時逐級升高，如+2的錳先氧化到+3的錳，再從+3氧化到+4分別是對應(yīng)的氧化物為三氧化二錳和二氧化錳．
【問題解答】
（1）反應(yīng) II中加入的NH₄HCO₃中氮元素的化合價為-3價；
（2）反應(yīng)Ⅲ中，向（NH₄）₂SO₄溶液中加入KCl溶液充分反應(yīng)后，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作即得K₂SO₄晶體；
（3）試分析反應(yīng)Ⅲ后有K₂SO₄析出的原因是K₂SO₄溶解度小于NH₄Cl的溶解度；
（4）加熱MnSO₄•H₂O固體時第一次質(zhì)量減少的原因是MnSO₄•H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnSO₄+H₂O（用化學(xué)方程式表示）；
（5）煅燒過程中固體錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增大．但當(dāng)溫度超過1000℃時，再冷卻后，測得產(chǎn)物中的錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)反而減�。�試分析產(chǎn)物中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小的原因：當(dāng)溫度超過1000℃時，會被氧化為三氧化二錳和二氧化錳，造成錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減�。�

Answer 1

分析 由題目的信息可知：根據(jù)在化合物中元素正負(fù)化合價的代數(shù)和為零的原則，因此反應(yīng)II中加入的NH₄HCO₃中氮元素的化合價為-3價；反應(yīng)Ⅲ中，向（NH₄）₂SO₄溶液中加入KCl溶液充分反應(yīng)后，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作即得K₂SO₄晶體；反應(yīng)Ⅲ后有K₂SO₄析出的原因是：由圖2可知，K₂SO₄溶解度小于NH₄Cl的溶解度；加熱MnSO₄•H₂O固體時第一次質(zhì)量減少的原因是：MnSO₄•H₂O固體在加熱的條件下生成硫酸錳和水，減少的質(zhì)量是水的質(zhì)量；產(chǎn)物中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小的原因：當(dāng)溫度超過1000℃時，會被氧化為三氧化二錳和二氧化錳，造成錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小．

解答 解：（1）根據(jù)在化合物中元素正負(fù)化合價的代數(shù)和為零的原則，因此反應(yīng)II中加入的NH₄HCO₃中氮元素的化合價為-3價；故答案為：-3價．
（2）反應(yīng)Ⅲ中，向（NH₄）₂SO₄溶液中加入KCl溶液充分反應(yīng)后，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作即得K₂SO₄晶體，故答案為：過濾
（3）反應(yīng)Ⅲ后有K₂SO₄析出的原因是：由圖2可知，K₂SO₄溶解度小于NH₄Cl的溶解度，故答案為：K₂SO₄溶解度小于NH₄Cl的溶解度
（4）加熱MnSO₄•H₂O固體時第一次質(zhì)量減少的原因是：MnSO₄•H₂O固體在加熱的條件下生成硫酸錳和水，減少的質(zhì)量是水的質(zhì)量；故答案為：MnSO₄•H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnSO₄+H₂O
（5）產(chǎn)物中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小的原因：當(dāng)溫度超過1000℃時，會被氧化為三氧化二錳和二氧化錳，造成錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小；故答案為：當(dāng)溫度超過1000℃時，會被氧化為三氧化二錳和二氧化錳，造成錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小

點評 本考點考查了溶解度曲線及其應(yīng)用和物質(zhì)的制備等，通過溶解度曲線我們可以獲得很多信息；還考查了有關(guān)結(jié)晶的方法、元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算等，有關(guān)的計算要準(zhǔn)確，本考點主要出現(xiàn)在實驗題和填空題中．