专题3-1：副族金属-锰及其化合物(解析版)

系列三副族金属

专题1 锰及其化合物

一、锰单质

块状锰是呈灰色，是一种较活泼的金属，在空气中金属锰的表面被一层褐色的氧化膜所覆盖，甚至与冷的浓硝酸也形成强的氧化膜，所以呈化学惰性。

二、锰的化合物的价态规律

稳定：Mn2+、MnO2（不溶于酸的固体）、MnO4-、Mn2O3（MnOOH(氢氧化氧锰)）

不稳定：Mn3+、MnO42-（酸性条件下会歧化：3MnO42-+4H+=====2MnO4-+MnO2+2H2O）

三、Mn(Ⅱ)

（1）溶解性：Mn(Ⅱ)强酸盐易溶，弱酸盐(MnCO3、硫化物)，氧化物，氢氧化物为难溶(但可溶于稀酸)。

（2）Mn(H2O)62+离子为苹果绿色

（3）还原性

Ⅱ酸性介质中稳定，碱性介质中不稳定，易被氧化。在Mn2+盐溶液中加OH-，生成Mn(OH)2白色沉淀，而后在空气中迅速被氧化生成MnO(OH)2的棕褐色沉淀。

Mn2+ + 2OH-=====Mn(OH)2↓白色，2Mn(OH)2 + O2=====2MnO(OH)2↓棕褐色

Ⅱ酸性介质中，能被一些强氧化剂所氧化：

2Mn2+ + 5S2O82-+ 8H2O=====2MnO4-+ 10SO42-+ 16H+

2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ =====2MnO4-+ 5Na+ + 5Bi3+ + 7H2O

2Mn2+ + 5PbO2 + 4H+=====2MnO4- + 5Pb2+ + 2H2O

其中Mn2+的鉴定常用NaBiO3为氧化剂在H2SO4或HNO3介质下反应。

Ⅱ在浓硫酸中，MnSO4与KMnO4反应可生成深红色的Mn3+（实际是硫酸根的配合物）：

MnO4-＋4Mn2+＋8H+=====5Mn3+＋4H2O

Ⅱ在中性或近中性的溶液中，MnO4-与Mn2+反应生成MnO2：

2MnO4-＋3Mn2+＋2H2O =====5MnO2(s)＋4H+

⑤Mn(OH)2易被氧化：Mn2+＋2OH-=====Mn(OH)2(s)(白色)，2Mn(OH)2＋O2=====2MnO(OH)2(s)(棕色)

（4）硫酸锰:白色或微红色细小结晶体。无臭、味苦。加热到200Ⅱ以上开始失去结晶水，500Ⅱ左右变为无水物。易溶于水，不溶于醇。无机工业用于电解锰生产和制备各种锰盐。

（5）酸式磷酸锰:又称马日夫盐，分子式Mn(H2PO4)2，白色到灰白色或带微红色的结晶体。吸湿性较强。易溶于水并水解，水溶液呈酸性。不溶于醇。与氧化物接触极易引起变质。有腐蚀作用。常以水合物形式出现。水合物在100Ⅱ以上时脱水。主要用作钢铁防锈的磷化剂。

四、Mn(Ⅱ)

Mn3+可存在于浓硫酸中，若酸度降低，则Mn3+歧化为Mn2+和MnO2：2Mn3+＋2H2O =====Mn2+＋MnO2(s)＋4H+

五、Mn(Ⅱ)

最重要的化合物是MnO2，是黑色结晶体或无定形粉末，在自然界中以软锰矿(MnO2·xH2O)形式存在。不溶于水和硝酸。在热浓硫酸中放出氧而生成硫酸亚锰。在盐酸中放出氯而生成氯化亚锰。与苛性碱和氧化剂共熔，放出二氧化碳而生成高锰酸盐。在535Ⅱ分解成三氧化二锰和氧。是强氧化剂。用作干电池去极剂，合成工业的催化剂和氧化剂，玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。

（1）强氧化性

在酸性介质中，MnO2是较强的氧化剂，本身被还原为Mn2+：MnO2(S) + 4HCl(浓)=====MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O （实验室中制取氯气），2MnO2(S) + 2H2SO4(浓)=====2MnSO4+ O2↑ + 2H2O，MnO2+2Fe2++4H+===== 2Fe3++Mn2++2H2O

（2）氧化H2O2：MnO2+H2O2+2H+=====Mn2++O2↑+2H2O

（3）碱熔条件下可被强氧化剂氧化为MnO42-（绿色）：2MnO2 + 4KOH + O2=====2K2MnO4 + 2H2O，3MnO2 + 6KOH + KClO3=====3K2MnO4 + KCl +3H2O，MnO2＋2MnO4-＋4OH-=====3MnO42-＋2H2O （4）锌锰干电池（Zn—MnO2—KOH），正极：MnO2+e-+H2O=====MnOOH+OH-

六、Mn(Ⅱ)

（1）存在形式：MnO42-绿色，最重要的化合物是：Na2MnO4和K2MnO4。

（2）在酸、中或弱碱条件下MnO42-均会发生歧化反应

MnO42-只在强碱性（pH＞13.5）溶液中才能稳定存在，在中性或酸性介质中，MnO42-发生歧化反应：3MnO 42- + 2H2O MnO2↓ + 2MnO4- + 4OH-，3MnO42- + 4H+MnO2 + 2MnO4-+ 2H2O

七、Mn(Ⅱ)

（1）主要形式：MnO4-—紫色；最重要的化合物是KMnO4。

（2）受热或光照会分解

2KMnO4=====K2MnO4 + MnO2 + O2↑，4MnO－4+ 4H+=====3O2↑ + 2H2O + 4MnO2

这是一个“自催化”反应，因此KMnO4应置于阴凉避光处保存，常用棕色瓶存放。

（3）强氧化性

Ⅱ酸性介质：KMnO4氧化性很强，还原产物为Mn2+

2MnO4- + 5SO32- + 6H+=====2Mn2+ + 5SO42-+ 3H2O

MnO4- + 5Fe2+ + 8H+=====Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O(用于定量测定铁含量)

2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+=====2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O(用于KMnO4浓度标定)

Ⅱ中性、弱碱性介质还原产物为MnO2：2MnO4- + I- + H2O =====2MnO2 + IO3- + 2OH-

Ⅱ碱性介质中，还原产物为MnO42-：2MnO4- + SO32- + 2OH-=====2MnO42- + SO42-+ H2O

Ⅱ在强碱性溶液中，MnO4-能发生下列反应，生成浅蓝色的不稳定的MnO3-，并放出氧气：2MnO4-=====2MnO3-＋O2，MnO3-进一步歧化反应：2MnO3-=====MnO42-＋MnO2

Ⅱ与浓H2SO4反应可生成Mn2O7

2KMnO4 + 2H2SO4(浓) =====Mn2O7 + 2KHSO4 + H2O

Mn2O7具有极强的氧化性，若受热会迅速分解产生爆炸，与有机物作用剧烈反应而着火，溶于CCl4中能较为稳定。

（4）用途

KMnO4是一优良的氧化剂，在分析化学中被用作氧化还原滴分析的氧化剂，还用于漂白棉、毛丝织品、油