磁鐵氧體是用量很大的一種磁性材料，也是電子信息和家電工業(yè)等的重要基礎(chǔ)功能性材料，Mn₃O₄是生產(chǎn)軟磁鐵氧體材料的主要原料，實驗室以SO₂氣體制備少量純凈的Mn₃O₄。
【資料】亞硫酸（H₂SO₃）在Mn²⁺催化作用下被O₂氧化為硫酸，硫酸與MnO₂在常溫下不易發(fā)生反應(yīng)。
【步驟Ⅰ】制備MnSO₄溶液
在三頸燒瓶中（裝置見圖1）加入一定量MnO₂和水攪拌，先通氮氣，再通入SO₂和N₂混合氣體，攪拌反應(yīng)3小時，停止通SO₂，繼續(xù)反應(yīng)片刻后過濾得MnSO₄溶液。
（1）燒杯中石灰乳的作用為

吸收沒有反應(yīng)的二氧化硫，防止二氧化硫污染空氣

吸收沒有反應(yīng)的二氧化硫，防止二氧化硫污染空氣

。
（2）三頸燒瓶中生成MnSO₄的反應(yīng)化學(xué)方程式為

MnO₂+SO₂=MnSO₄

MnO₂+SO₂=MnSO₄

。
（3）步驟Ⅰ中，先通入氮氣的目的是

排盡裝置內(nèi)空氣，防止二氧化硫通入水形成亞硫酸被空氣中的氧氣氧化

排盡裝置內(nèi)空氣，防止二氧化硫通入水形成亞硫酸被空氣中的氧氣氧化

，為使SO₂盡可能轉(zhuǎn)化完全，在不改變固液投料比，且通入的SO₂和N₂比例一定的條件下，可采取的合理措施有：水浴加熱、

攪拌

攪拌

（任寫一條）。
【步驟Ⅱ】制備MnSO₄?H₂O晶體
（4）利用硫酸錳的溶解度在100℃以上隨溫度升高而急劇降低的原理，用壓力釜加壓、

升溫結(jié)晶

升溫結(jié)晶

、過濾、洗滌、低溫干燥，得純凈的MnSO₄?H₂O晶體。
【步驟Ⅲ】制備Mn₃O₄
準確稱取101.4mgMnSO₄?H₂O，將MnSO₄?H₂O晶體在空氣中高溫煅燒，圖2是用熱重分析儀測定煅燒時溫度與剩余固體質(zhì)量變化曲線。
（5）試通過計算確定反應(yīng)至圖2中C點時所對應(yīng)的剩余固體成分的化學(xué)式

Mn₃O₄

Mn₃O₄

。
（6）制備Mn₃O₄固體時溫度不宜超過

1000℃

1000℃

，原因

4

M

n

3

O

4

+

O

2

高溫

6

M

n

2

O

3

4

M

n

3

O

4

+

O

2

高溫

6

M

n

2

O

3

（用化學(xué)方程式表示）。