锰及其化合物的性质归纳
时间:2020-01-03 15:19 来源:未知 作者:化学自习室 点击:次 所属专题: 高锰酸钾 锰及其化合物
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锰(25Mn)位于第四周期第ⅦB族,价电子构型为3d54s2,软锰矿主要成分为MnO2,价态以+2、+4、+6、+7为最为常见,是活泼金属。
一、Mn2+的性质
Mn2+价电子构型为较稳定的3d5半充满结构,因此Mn2+是锰的最稳定状态。在水溶液中呈粉红色,多数盐易溶。Mn2+可与CO32-生成白色沉淀:Mn2++CO32-==MnCO3↓
1.在高酸度热溶液中,与过二硫酸铵、铋酸钠(NaBiO3)等强氧化剂作用,可Mn2+氧化成MnO4-:
2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+
2Mn2++5NaBiO3+14H+2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O
2.在碱性溶液中,Mn2+会生成沉淀:
Mn2++2OH-==Mn(OH)2↓(白)
二、MnO2的性质
MnO2是黑色不溶性粉末,是制造干电池的原料,在酸性介质中MnO2是一种强氧化剂。在实验室中常用此性质制备氯气:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2还能氧化H2O2和Fe2+等:
MnO2+H2O2+2H+==Mn2++O2↑+2H2O
MnO2+2Fe2++4H+==Mn2++2Fe3++2H2O
三、高锰酸钾
高锰酸钾KMnO4(俗名灰锰氧)是强氧化剂,是一种深紫色的晶体,水溶液呈紫红色的。KMnO4的稀溶液(0.1%)可用于消毒和杀菌。
在酸碱性不同的条件下,高锰酸钾的还原产物是不同的。例如:
介质 | 酸性 | 中性、弱碱性 | 强碱性 |
产物 | Mn2+ | MnO2 | MnO42- |
1.KMnO4的应用:
(1)加热KMnO4是实验室制备氧气的简便方法:
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)KMnO4在酸性溶液中,是很强的氧化剂,它可以氧化Cl-、I-、SO32-、C2O42-、Fe2+等,本身还原为Mn2+。
常见用途有:
①制备氯气:
2MnO4-+10Cl-+16H+==2Mn2++5Cl2↑+8H2O
②标定KMnO4的浓度:
2MnO4-+5H2C2O4+6H+==2Mn2++10CO2↑+8H2O
③Fe含量的测定:
MnO4-+5Fe2++8H+==2Mn2++5Fe3++4H2O
2.KMnO4的制备
(1)MnO2与KClO3、KOH一起加热熔融生成锰酸钾:
3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4(绿)+KCl+3H2O
再将K2MnO4酸性条件下发生歧化反应,即可得到高锰酸钾:
3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2O
(2)电解法:电解K2MnO4溶液可以制备KMnO4:
阳极反应:2MnO42--2e-==2MnO4-
阴极反应:2H2O+2e-==H2↑+2OH-
总的电解反应:2MnO42-+2H2O==2MnO4-+2OH-+H2↑
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