磁铁氧体是用量很大的一种磁性材料，也是电子信息和家电工业等的重要基础功能性材料，Mn₃O₄是生产软磁铁氧体材料的主要原料，实验室以SO₂气体制备少量纯净的Mn₃O₄。
【资料】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。
【步骤Ⅰ】制备MnSO₄溶液
在三颈烧瓶中（装置见图1）加入一定量MnO₂和水搅拌，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。
（1）烧杯中石灰乳的作用为

吸收没有反应的二氧化硫，防止二氧化硫污染空气

吸收没有反应的二氧化硫，防止二氧化硫污染空气

。
（2）三颈烧瓶中生成MnSO₄的反应化学方程式为

MnO₂+SO₂=MnSO₄

MnO₂+SO₂=MnSO₄

。
（3）步骤Ⅰ中，先通入氮气的目的是

排尽装置内空气，防止二氧化硫通入水形成亚硫酸被空气中的氧气氧化

排尽装置内空气，防止二氧化硫通入水形成亚硫酸被空气中的氧气氧化

，为使SO₂尽可能转化完全，在不改变固液投料比，且通入的SO₂和N₂比例一定的条件下，可采取的合理措施有：水浴加热、

搅拌

搅拌

（任写一条）。
【步骤Ⅱ】制备MnSO₄•H₂O晶体
（4）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，用压力釜加压、

升温结晶

升温结晶

、过滤、洗涤、低温干燥，得纯净的MnSO₄•H₂O晶体。
【步骤Ⅲ】制备Mn₃O₄
准确称取101.4mgMnSO₄•H₂O，将MnSO₄•H₂O晶体在空气中高温煅烧，图2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。
（5）试通过计算确定反应至图2中C点时所对应的剩余固体成分的化学式

Mn₃O₄

Mn₃O₄

。
（6）制备Mn₃O₄固体时温度不宜超过

1000℃

1000℃

，原因

4

M

n

3

O

4

+

O

2

高温

6

M

n

2

O

3

4

M

n

3

O

4

+

O

2

高温

6

M

n

2

O

3

（用化学方程式表示）。