《近代化学导论》第14章-4过渡金属元素Mn

教学要求：第14章-4

过渡金属元素Mn1.掌握Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)和Mn(Ⅶ)重要化合物的性质以及各价态锰之间相互转化关系；2.掌握KMnO4的制备方法；3.了解锰的氧化物酸碱性的规律。教学内容：一、锰单质二、锰(Ⅱ)的化合物三、锰(Ⅳ)的化合物四、锰(Ⅵ)的化合物五、锰(Ⅶ)的化合物六、锰的氧化物第14章-4

过渡金属元素Mn第14章-4

过渡金属元素Mn第14章-4

过渡金属元素Mn

在族中自上而下，从锰到铼，高氧化态趋于稳定，低氧化态趋于不稳定，与p区主族元素性质恰好相反。例如：锰以Mn2+

为最稳定，而锝和铼以+7氧化态为最稳定。Re2O7和Tc2O7比Mn2O7稳定得多。BhReTcMnⅦB一、锰单质金属锰外形似铁，粉末状锰是灰色的，致密的块状锰是银白色的；从标准电极电势看，锰是活泼金属。锰的主要矿石有软锰矿MnO2xH2O，黑锰矿Mn3O4和水锰矿Mn2O3H2O。Mn2+Mn1.88VMn(OH)2

Mn1.55V二、锰(Ⅱ)的化合物····在酸性溶液中Mn2+是最稳定的状态，自由能最低，3d5。MnO2，Mn2+二、锰(Ⅱ)的化合物E

Ө

(MnO4¯/Mn2+)=1.51

V，

酸性溶液中，Mn2+的还原性很弱；2Mn2++5PbO2+4H+→5Pb2++2MnO4+2H2OAg+¯2Mn2++5NaBiO3+14H+

→2MnO4+5Bi3++5Na+

+7H2O¯2Mn2++5S2O82-+8H2O→2MnO4+10SO42-+16H+Ag+¯MnO4

紫红色，定性鉴定Mn2+。¯二、锰(Ⅱ)的化合物Mn2++2OH¯→Mn(OH)2↓白色

EӨ(MnO2/Mn(OH)2)=0.05

V,EӨ(O2/OH¯)=0.401V,碱性溶液中，Mn2+的还原性较强，空气中的氧就可把它氧化。2Mn(OH)2+O2→2MnO(OH)2↓棕色

二、锰(Ⅱ)的化合物Mn2++S2→MnS

↓肉色，易溶于弱酸如HAc

强酸的Mn2+盐都易溶于水，MnCl2，MnSO4(农业用于促进种子发芽)，

Mn(NO3)2等；Mn2+淡粉红色。可溶性的锰(Ⅱ)盐：难溶性的锰(Ⅱ)盐：Mn2++CO3→MnCO3↓白色

2MnS+O2+H2O→MnO(OH)2↓+S2MnCO3+O2+2H2O→2MnO(OH)2↓+2CO2↑棕色三、锰(Ⅳ)的化合物MnO2黑色粉末(软锰矿)，稳定，不溶于水，两性氧化物，锰(Ⅳ)氧化数居中，既可作氧化剂又可作还原剂。酸性溶液中作氧化剂，

E

Ө(MnO2/Mn2+)=1.23

V三、锰(Ⅳ)的化合物碱性溶液中作还原剂，

E

Ө(MnO4/MnO2)=0.60

V22MnO2+O2+4KOH→2K2MnO4

+2H2O3MnO2+KClO3+6KOH→3K2MnO4+KCl+3H2OMnO2黑色粉末(软锰矿)，稳定，不溶于水，两性氧化物，锰(Ⅳ)氧化数居中，既可作氧化剂又可作还原剂。三、锰(Ⅳ)的化合物MnO2在工业上是一种广泛采用的氧化剂。例如将它加入熔态的玻璃中可以除去带色的杂质(硫化物和亚铁盐)，它是普通玻璃的“漂白剂”。还大量用于干电池中以氧化在电极上产生的氢。还可作催化剂和制造盐的原料。MnO2黑色粉末(软锰矿)，稳定，不溶于水，两性氧化物，锰(Ⅳ)氧化数居中，既可作氧化剂又可作还原剂。四、锰(Ⅵ)的化合物2锰(Ⅵ)的盐是制备高锰酸盐的中间产品，从氧化态图看其不稳定，MnO4墨绿色。五、锰(Ⅶ)的化合物KMnO4深紫色晶体，其水溶液紫红色，不十分稳定，中性或碱性介质中分解缓慢，酸性介质中明显分解，光对分解起催化作用，应保存在棕色瓶中。实验室制备氧气的简便方法：4MnO4+4H+→4MnO2+3O2+

2H2O¯2KMnO4K2MnO4

+MnO2+O2473K五、锰(Ⅶ)的化合物KMnO4在酸性、中性或碱性介质中都是强氧化剂，但被还原产物不同。注：与教材统一，符号Ө改用E

Ө表示，以下均做相同修改。五、锰(Ⅶ)的化合物实验室制备氯气2MnO4+16H++10Cl¯→2Mn2++5Cl2+

8H2O¯2MnO4+6H++5H2C2O4→2Mn2++10CO2+

8H2O¯滴定分析中标定KMnO4的浓度MnO4+8H++5Fe2+→Mn2++5Fe3+

+

4H2O¯定量分析测定Fe2+的含量在酸性介质中：2MnO4+6H++5SO3→2Mn2++5SO4+

3H2O¯22五、锰(Ⅶ)的化合物在中性或微碱性介质中：2MnO4+H2O+3SO3→2MnO2+3SO4+

2OH¯¯222MnO4+H2O+I¯

→2MnO2+IO3+

2OH¯¯¯在碱性介质中：2MnO4+2OH¯+SO3→2MnO4+SO4+

H2O¯222五、锰(Ⅶ)的化合物KMnO4的制备：①锰酸钾歧化法以软锰矿MnO2和苛性钾为原料，在473~543K下加热熔融并通入空气，将+4价锰氧化成+6价的锰酸钾K2MnO4。3K2MnO4+2CO2→2KMnO4+MnO2+2K2CO32MnO2+4KOH+O2→2K2MnO4+2H2O2通入CO2气体或加入HAc

使MnO4

歧化，从而制得KMnO4。五、锰(Ⅶ)的化合物KMnO4的制备：②电解氧化法制备KMnO4最好的方法就是电解氧化K2MnO4。以镍板为阳极，铁板为阴极，电解K2MnO4溶液可得到KMnO4。电解氧化法不但产率高，而且副产品KOH可以用于锰矿的氧化焙烧，比较经济。2K2MnO4+2H2O→2KMnO4+2KOH+H2

阳极

2MnO4

2e¯→2MnO42阴极

2H2O+2e¯→H2+2OH¯五、锰(Ⅶ)的化合物KMnO4的制备：③氧化剂氧化法用Cl2、次氯酸盐等为氧化剂，把MnO4

氧化成MnO4

。22K2MnO4+Cl2→2KMnO4+2KCl六、锰的氧化物2KMnO4+H2SO4→Mn2O7+K2SO4+H2O六、锰的氧化物氧化数IIIII