Mn元素

锰(Ⅱ)的化合物
向锰(Ⅱ)盐镕液中加入强碱，可生成白立即被氧化生成棕色 的MnO(OH)2（或MnO2·H2O）
1.高锰酸钾KMnO4

高锰酸钾KMnO4

高锰酸盐中锰的氧化值为+7，KMnO4 是应用最广最重要 的Mn(Ⅶ)的化合物，俗称灰锰氧 KMnO 4 在固体时为紫黑色晶体，易溶于水而使溶液呈现 MnO4-离子特有的紫红色 KMnO4溶液中有微量酸时，就会慢慢分解析出MnO2 ，使 溶液变浑浊。 4MnO4- + 4H+==4MnO2 +3O2↑+ 2H2O 在浓碱介质中，MnO4-会分解成MnO42-和O2： 2MnO4-+4OH- ==4MnO42-+O2↑+2H2O

3.二氧化锰MnO2
二氧化锰（自然界以软锰矿形式存在）。物理性状：黑色 无定形粉末，或黑色斜方晶体。溶解性：难溶于水、弱酸、 弱碱、硝酸、冷硫酸，加热情况下溶于浓盐酸而产生氯气。

二氧化锰MnO2由于处于中间氧化态，所以既具有氧化性又 具有还原性，但 MnO 2 主要显氧化性。 MnO 2 在酸性介质中 具有强氧化性，与浓HCl作用有Cl2生成，和浓H2SO4作用有 O2生成。还可以氧化H2O2和Fe2+盐
概述-锰的电势图
Mn 2+ 较稳定，不易 被氧化，也不易被 还原。Mn04-和 Mn0 2 有强氧化性。 在 碱 性 溶 液 中 Mn(OH) 2 不稳定， 易被空气中的氧气 氧 化 为 Mn0 2 ;MnO 4 2- 也能 发生歧化反应，但 反应不如在酸性溶 液中进行得完全。
part7. 锰的重要化合物
高锰酸钾KMnO4

一般通过电解K2MnO4的碱溶液来制取KMnO4 阳极：MnO42- - e == MnO4-
阴极：H2O + e == 1/2H2 + OH总：MnO42- + H2O == OH-+ MnO4- +1/2H2

KMnO4的其他重要反应 5H2C2O4+2MnO4-+6H+==10CO2↑+2Mn2++8H2O 2MnO4-+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O

2 KMnO4==K2MnO4+ MnO2 +O2↑ KMnO4是最重要和常用的氧化剂之一，粉末状的KMnO4与 90% H2SO4反应生成绿色油状的高锰酸酐Mn2O7，它在0℃ 以下稳定，在常温下会爆炸分解。Mn2O7有强氧化性，遇有 机物就发生燃烧。因此保存固体时应避免与浓H2SO4及有机 物接触。
自然界中的Mn Mn的用途 Mn单质的制备
录
物理性质 化学性质
概述 锰的重要化合物
part1. 自然界中的Mn
自然界中的Mn

金属元素的丰度
1774 年 ， 瑞 典 的 甘 恩 ， 用软锰矿和木炭在坩埚中 共热，发现一纽扣大的锰 粒。

锰是丰度较高的元素（在 地 壳 中 的 含 量 为 0.1% ） ， 地壳上锰的主要矿石有： 软 锰 矿 MnO2·xH2O ， 黑 锰 矿 Mn3O4 和 水 锰 矿 Mn2O3·H2O 近年来在深海发现大量的 锰矿——锰结核。

3MnO2+6KOH+KClO3 == 3K2MnO4+KCl+3H2O 电解二氧化锰除作为电池的主要原料外，其它领域也得到 广泛应用，如：精细化工生产过程中作氧化剂、锰锌铁氧体 软磁材料中的原料。二氧化锰由于具有很强的催化、氧化 / 还原，离子交换和吸附能力，在经处理与成型后，是一种性 能全面的优良净水滤料，与平常用的活性碳、沸石等净水滤 料相比，具有更强的脱色和去除金属的能力。

part6. 概述
概述-氧化物相对应的水合物

锰能生成以下各种氧化物：
上述氧化物相对应的水合物：
结论：氧化数升高，酸性增强，碱性减弱。
概述-锰的电势图

由锰的电势图可知，在酸性溶液中Mn3+和MnO42-均易发生 歧化反应： 2Mn3++2H20==Mn2++Mn02↓+4H+

3Mn042-+4H+==2Mn04-+Mn02↓+2H20

软锰矿

软锰矿的成分叫二氧化锰， 是一种常见的锰矿物。软 锰矿含锰为 63.19% ，是重 要的锰矿石。软锰矿硬度 很小。它的颜色为浅灰到 黑，具有金属光泽。
黑锰矿

黑锰矿为典型的高温热液 和接触交代作用矿物、与 磁铁矿相似、是在较为还 原条件下形成的、
水锰矿

水锰矿化学组成为 MnO(OH) 、晶体属 单斜晶系的氢氧化 物矿物

高锰酸钾KMnO4
KMnO4具有很强的氧化性，它被还原时会因溶液的酸度不 同而得到不同的还原产物。

1.在酸性溶液中，MnO4- 被还原成Mn2+，溶液由紫红色变为淡粉 红色（稀溶液近于无色）。 2MnO4- +5SO32-+ 6H+ ==2 Mn2++5SO42- +3H2O 2.在强碱性溶液中，MnO4- 被还原成MnO42- ，溶液由紫红色变为 深绿色。 2MnO4- +SO32-+ 2OH- ==2MnO42-（绿色）+SO42- +H2O 3.在中性或弱碱性溶液中，MnO4- 被还原成MnO2 ，溶液中产生棕 色沉淀。 2MnO4- +3SO32-+ H2O ==2MnO2 ↓（棕色）+3SO42- +2OH-
mnmn单质的制备金属锰常用铝还原软锰矿的方法制得因铝不软锰矿反应剧烈故先将软锰矿强热使之转变为mn然后不铝粉混合燃烧该法制得的锰纯度丌超过98电解法电解法生产金属锰的原料可以是氧化锰矿也可以是碳酸锰矿
目
Part 1
Part 2 Part 3 Part 4 Part 5 Part 6 Part 7
物理性质

块状金属锰是银白色的， 粉末状为灰色，硬而脆， 莫氏硬度为5~6。

在固态状态时它以四种 同素异形体存在α 锰 （体心立方），β锰 （立方体）， γ 锰（面 心立方）， δ 锰（体心 立方）。

密度 7.44 克 / 立方厘米。熔 点1244℃，沸点1962℃。
part5. 化学性质
化学性质
part2. Mn的用途
Mn的用途

锰的用途非常广泛，在钢铁工业中，锰的用量仅次于铁， 90%的锰消耗于钢铁工业，10%消耗于有色冶金、化工、 电子、电池、农业等部门 锰钢（含Mn 12～15%）很坚硬，抗冲击，耐磨损，可用 于制钢轨、钢甲和破碎机等。锰可代替镍用于制造不锈钢 （8～10％Mn），在镁铝合金中加入锰可使抗腐蚀性和机 械性能都得到改进 锌-锰电池由于使用方便，价格低廉，至今仍是电池中使用 最广，产值、产量最大的一种电池。 用锰锌铁氧体磁芯制成的各种电感器件在许多行业得到了 广泛应用


2.锰酸钾K2MnO4

锰酸钾呈墨绿色或灰黑色正交晶体， 640℃时分解，其水 溶液呈墨绿色或深绿色。主要用于油脂、纤维、皮革的漂 白，以及消毒、照相材料和氧化剂等。 在强碱性溶液（pH大于13.5）中稳定，锰酸根离子的绿色 可长期保持，在酸性或中性的环境下，MnO42-会发生歧化 反应3K2MnO4+ 2H2O == 2KMnO4+ MnO2↓+ 4KOH

锰副族元素的价电子构型为 (n-1)d5ns2 ， 7 个价电 子都可以参加成键，因此，具有多种氧化态。 锰 是 活 泼 金 属 ， 锰 在 空 气 中 氧 化 时 生 成 Mn3O4 （类似Fe3O4）可认为是MnⅡ(MnⅢ2O4)。


在高温时锰可直接与卤素、氮、硫、碳、硅、硼、 磷等非金属反应，锰不与氢作用，在有氧化剂存在 时，锰同熔融的碱作用生成锰酸盐：


组成细胞的微量元素：Zn、Mo、Cu、B、Fe、Mn 锰 -- 和精神科关系最密切的金属元素

Mn是生物生长的微量元素，是人体多种酶的核心成分，是 植物光合作用的不可缺少的部分。茶中锰的含量较丰富。
part3. Mn单质的制备
Mn单质的制备

铝热法 金属锰常用铝还原软锰矿的方法制得，因铝与软锰 矿反应剧烈，故先将软锰矿强热使之转变为Mn3O4，然后与 铝粉混合燃烧，该法制得的锰，纯度不超过98%，

MnO2+4HCl==MnCl2+ Cl2↑+2H2O(实验室常用此反应制取Cl2) 2MnO2+2H2SO4 == 2MnSO4+O2↑+2H2O MnO 2 +2FeSO 4 +2H 2 SO 4 ==MnSO 4 +Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2H2O
二氧化锰MnO2
二氧化锰在碱性介质中，有氧化剂存在时，能被氧化成锰 (Ⅵ)的化合物。例如，MnO2和KOH(或与KClO3、KNO3等氧 化剂)的混合物于空气中加热熔融，可得到绿色的锰酸钾。
5C2H5OH+4MnO4-+12H+==5CH3COOH + 4Mn2++11H2O
2MnO4-+16H++10Cl- == 2Mn2++5Cl2↑+8H2O
高锰酸钾KMnO4

高锰酸钾常用于棉、毛漂白或油类脱色，还广泛用于一些 过渡金属离子的容量分析，如Ti3+、VO2+、Fe2+以及过氧 化氢、草酸盐、甲酸盐和亚硝酸盐等 分析化学中，常用KMnO4的酸性溶液来测定铁的含量。如 果MnO4-过量，它可能和Mn2+发生氧化还原反应而析出 MnO2 2MnO4-+3Mn2++2H2O == 5MnO2+4H+ MnO4-与还原剂的反应最初较慢，当有Mn2+的存在时，可 催化该反应。因此，随着Mn2+离子的生成，反应速度迅速 加快。

4.锰(Ⅱ)的化合物

锰(Ⅱ)的化合物有氧化锰（MnO）或称氧化亚锰、氢氧化 锰 及 Mn(Ⅱ) 盐 ， 其 中 以 Mn(Ⅱ) 盐 最 常 见 ， 如 MnCl2 、 MnSO4、Mn(NO3) 2、MnCO3、MnS等。

Mn2+ 的价层电子构型为 3d5 ，属于 d 能级半充满的稳定状
态，故这类化合物是比较稳定的。 多数锰(Ⅱ)盐如卤化锰、硝酸锰、硫酸锰等强酸盐都易溶于 水。在水溶液中，Mn2+离子常以淡红色的[Mn(H2O)6]2+水 合离子存在。从溶液中结晶析出的锰(Ⅱ)盐是带结晶水的粉 红色晶体。例如，Mn(NO3)2·6H2O、Mn(ClO4)2·6H2O等。



Mn的用途

锰在焊接工业中也是一种不可少的重要原料，起到脱硫、 脱氧和提高焊缝强度的作用。 冶金工业中用来制造特种钢；钢铁生产上用锰铁合金作为 去硫剂和去氧剂所有钢中都含有Mn
原理：Mn + S ==MnS：防止生成FeS钢变脆 Mn + O2 ==MnO： 防止冷却钢形成气泡或沙孔增加钢的硬度：锰 钢(12%~15%)
（1）3 MnO2 == Mn3O4 + O2 （2）3 Mn3O4 + 8 A1 == 9 Mn + 4 A12O3

电解法 电解法生产金属锰的原料可以是氧化锰矿，也可以 是碳酸锰矿。若以氧化锰矿为原料，可以加还原剂直接浸出， 也可以经还原焙烧后再浸出。纯的金属锰一般是由电解法制 备的。
part4. 物理性质
2Mn+4KOH+3O2==2K2MnO4+2H2O
化学性质

锰易溶于稀酸生成二价锰，与冷浓硫酸反应缓慢。

锰与卤素直接化合生成卤化锰，如MnCl2等，锰与 氟除生成MnF2外，还可生成MnF3。
锰与氢不能直接化合，锰可与氧形成各种氧化物， 其中以+2氧化态的氧化物最为稳定，这与Mn2+离 子的d电子层只半充满有关。 在加热情况下，锰与 S ， C ， N ， Si ， B 等生成相应 的化合物，如：3Mn+N2==Mn3N2 (1450K以 上)




在中性介质中，KMnO4也会缓慢分解，放出O2
4MnO4-+2H2O==4MnO2+3O2↑+4OH-
高锰酸钾KMnO4
另外，光也可促使分解作用的进行，所以KMnO4溶液应用 棕色瓶盛放。高锰酸盐在酸性溶液中不稳定，只在中性或微 碱性溶液中较为稳定。

KMnO 4固体的热稳定性较差，热至200 ℃以上就能分解放 出O2，是实验室制备O2的一种简便方法：

锰(Ⅱ)的化合物
与锰的其他氧化态相比，Mn2+在酸性溶液中最稳定，它既 不易被氧化也不易被还原。欲使Mn2+氧化，必须选用强氧化 剂，如NaBiO3、PbO2、(NH4) 2S2O8等。

2Mn2++5NaBiO +5Bi3++5Na++7H2O
3
+14H
+
== 2 M n O
4
–
2Mn2++5PbO2+4H+==5Pb2++2H2O+2MnO42Mn2++5S2O82-+8H2O==16H++10SO42-+2 MnO4由于反应产物MnO4–即使在很稀的溶液中，也能显出它特 征的红色。即使Mn2+的浓度很低时，该反应也很灵敏。因此， 上述反应可用来鉴定溶液中 Mn 2+ 的存在。酸化时不能用浓 HCl，Cl–具有还原性会还原MnO4–而使紫色立即褪去。