锰及其化合物

锰属黑色金属，钢灰色，有金属光泽，硬而脆；熔点1244o C，沸点1962o C；密度7.2g/cm3。

锰的导电性出奇的差，锰是导电性和导热性最差的金属！原因不明。

锰是活泼金属，易溶于稀盐酸；易被空气氧化；加热时与氮、硫、氟、氯、溴···反应。

MnO2+C=(1500o C)Mn+CO2高锰酸钾的还原产物由哪些因素决定？•溶液的pH•高锰酸钾浓度•还原剂品种•还原剂浓度•高锰酸钾和还原剂的相对量•温度•溶液中的其他组分，如作为杂质的非氧化还原组分（作为金属的配体等，如磷酸根对于铁）大多数情况下KMnO4的还原产物•酸性溶液KMnO4→Mn2+KMnO4→MnO2•中性溶液• KMnO4→MnO2•碱性溶液• KMnO4→MnO 2• KMnO4→MnO 42-• 2 MnO2+ 4 KOH + O2 = 2 K2MnO4 + 2 H2O• 3 K2MnO4 + 2 CO2 = 2 KMnO4 + MnO2 + 2 K2CO3•锰原子的理论利用率仅2/3 ！• 3K2MnO4+4HAc=2KMnO4 + MnO2 +4KAc+2H2O 仅2/3 ！•阳极氧化MnO42- - e- = MnO4-这才是工业制法• 2K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + 2KOH + H2↑Mn2+ + 2H2O -2e- = MnO2 + 4H+一、锰的存在与制备软锰矿：MnO2·xH2O铝热法还原Mn3O4，电解MnCl2二、锰的化合物Mn2＋：粉红色，稳定MnO2：+HCl（Cl2↑）；H2SO4（O2↑）；去极化剂：MnO(OH)2MnO2＋4KOH＋O2→2K2MnO4＋2H2O；3K2MnO4＋2H2O→2KMnO4＋MnO2＋4KOH电解（最好）或Cl2氧化三、几个名词解释1．锰（manganese）：化学元素。

化合价＋2、＋3、＋4、＋6、＋7。

自然界只有一种稳定同位素55Mn，另有十一种放射性同位素。

银白色金属（锰粉呈灰色)。

硬度5。

熔点1244±3℃。

沸点1962℃。

在空气中可被氧化，极细的粉状锰能分解水。

和稀酸作用置换出氢而形成二价锰离子。

和浓硫酸及浓硝酸作用分别生成二氧化硫、一氧化氮及二价锰离子。

在氯气中燃烧生成二氯化锰。

同氟反应激烈，并生成二氟化锰和三氟化锰。

也能同氮、磷、硫、碳、硅、硼等非金属元素直接化合，但不能与氢直接反应。

锰尘有损中枢神经。

自然界中以软锰矿形式存在。

由铝热法还原软锰矿制得。

用于制锰钢或非铁合金，以提高耐蚀性和硬度。

2．锰结核（manganese nodulenodule）：深海中发现的一种多金属结核。

呈不规则形状。

黑色至棕色。

约由2份氧化锰（MnO2）和1 份氧化铁（Fe2O3）所组成，并含有1～3%重量的镍、铜和钴的氧化物以及20多种微量金属元素。

其中不少超过陆上矿床的开采品位。

锰结核组成随地区的不同而有很大改变。

例如，太平洋结核含钴量较高，锰与钴之比小于300；而采自日本海和南北美沿岸的试样，则含钴量较低。

由陆上各种物质、海底火山、地壳岩浆、宇宙尘埃进入海洋过程中，大而重的砂粒很快沉在浅海；小而轻的锰、铁等胶态悬浮微粒被带到离岸更远的地方，彼此结合成复杂的离子团或胶状化合物。

长年累月，它们向海底沉落，并能不断地把海水中钴、镍、铜和铅等微量元素富集起来，然后沉积到深海里的固相硅酸盐矿物、鲨鱼牙齿、鲸鱼耳骨、岩块等核心物质上而形成。

一年可在海底沉积形成一千万吨锰结核矿。

这一巨量的海底锰结核引起了世界各国的关注，有可能从中提取镍、铜和钴等金属。

3．一氧化锰（manganese monoxide）：化学式MnO。

绿色晶体。

比重5.42～5.46。

熔点1650℃。

不溶于水、有机溶剂，溶于酸和氯化铵。

空气中加热生成Mn3O4。

由氢气热还原处理二氧化锰或碳酸锰在隔绝空气时高温热分解制得。

用于医药、印染、分析化学、催化法制取丙烯醇及制陶瓷、彩色玻璃等。

4．二氧化锰（manganese dioxide）：化学式MnO2。

黑色晶体或棕黑色粉末。

有毒！比重5.026。

不溶于水、硝酸或有机溶剂，溶于热浓盐酸生成氯与二氯化锰溶液。

加热至535℃脱去部分氧生成Mn2O3。

加热时可催化分解氯酸钾而放出氧气。

具有氧化性。

由氧气中加热三氧化二锰或硝酸锰热分解制得。

用作氧化剂、催化剂、媒染剂，及制烟火和火柴等。

5．三氧化二锰（manganese sesquioxide）：化学式Mn2O3。

黑色晶体。

有毒！比重4.50。

难溶于水、醋酸，溶于冷盐酸、热硝酸及热硫酸。

1080℃脱氧。

细粉尘可燃。

氢气还原时在230℃生成四氧化三锰。

300℃以上生成氧化亚锰（MnO)。

由二氧化锰在空气中加热至530～940℃制得。

三价锰的水合氧化物称“锰棕”，用作布的印染剂。

6．四氧化三锰（trimanganese tetroxide）：化学式Mn3O4。

黑色结晶。

比重4.856。

熔点1564℃。

不溶于水。

在常温及加热条件下对空气稳定。

在氢气或一氧化碳中加热至高温生成一氧化锰。

在氧气中加热生成二氧化锰。

高温下碳可使它还原为锰。

与盐酸共热可放出氯气并生成二氯化锰。

由三氧化二锰在大于940℃加热制得。

定量分析中可使锰以二氧化锰形式沉淀，再灼烧成四氧化三锰形式称重。

7.七氧化二锰（manganese heptoxide）：化学式Mn2O7。

暗绿棕色袖状物。

易潮解。

比重2.396。

55℃分解。

95℃爆炸。

易溶于冷水，高锰酸浓度可达20%。

在热水中分解，常温下在干燥空气中稳定。

是高锰酸的酸酐。

强氧化剂。

遇氢气或有机物着火或爆炸。

溶于醋酐而形成紫色溶液。

在一定操作条件下由高锰酸钾与浓硫酸作用制得。

用作氧化剂。

8.二氯化锰（manganese dichloride）：化学式MnCl2。

分子量125.84。

粉红色叶片状结晶。

易潮解。

比重2.98。

熔点650℃。

沸点1190℃。

易溶于水，溶于无水酒精，从酒精溶液中析出含三分子乙醇的结晶。

红热条件下在氯化氢气流中挥发。

不被氢气还原。

在氧气或水气中加热转变为三氧化二锰。

低于58℃蒸发水溶液得四水合物MnCl2·4H2O。

后者为粉红色晶体，比重2.01，熔点87.5℃，在氯化氢气流中加热可脱除全部结晶水，在室温下于二氯化锰的浓溶液中通入氯化氢达饱和时析出二水合物。

由锰在氯气中燃烧制得。

用作有机物氯化催化剂、染料、肥料、食品添加剂等。

9．四氯化锰（manganese tetrachloride）：化学式MnCl4。

只存在于二氧化锰与浓盐酸相作用的过程中，并立即分解成二氯化锰及氯，但可制得其相应的络盐结晶。

如化学式K2MnCl6为深红色的晶体，由高锰酸钙与氯化钾加入冷却的40%浓盐酸中并搅拌而得。

10．碳酸锰（manganese carbonate）：化学式MnCO3。

白色六方晶体或玫瑰红晶体。

比重3.125。

难溶于水，溶于稀酸。

在沸水中分解。

100℃时分解为二氧化碳和氧化亚锰，330℃以上时则分解放出二氧化碳和一氧化碳。

空气中焙烧生成四氧化三锰。

氧气中焙烧则生成三氧化二锰。

由二价锰盐溶液中通二氧化碳达饱和，加入碳酸氢钠，在隔绝空气并加压条件下加热制得。

用于医药，及制锰白颜料、其他锰盐等。

11．草酸锰（manganese oxalate）：化学式MnC2O4·2H2O。

白色晶体。

比重2.453。

微溶于水，溶于强酸和草酸。

常温干燥不失水，100℃以上成淡粉红色的无水盐。

将草酸钠溶液加到二价锰盐溶液中，热时得到二水合物，冷时得到三水合物。

用于油漆和清漆的干燥剂。

12．锰酸钾（potassium manganate）：化学式K2MnO4。

暗绿色粉末或晶体。

有毒！190℃分解。

溶于稀氢氧化钾溶液呈绿色溶液。

遇水或酸性溶液歧化成高锰酸钾和二氧化锰。

加热至500℃以上分解为亚锰酸钾（K2MnO3）及氧。

强氧化剂。

与某些有机物激烈反应。

由二氧化锰、氢氧化钾、硝酸钾共熔制得。

用于皮、织物、油脂等漂白，水的净化，以及制备高锰酸钾等。

13．高锰酸钾（potassium permanganate）：俗称“灰锰氧”。

化学式KMnO4。

暗紫色菱柱状闪光晶体。

比重2.7032。

溶于水、丙酮、甲醇，被乙醇所分解。

加热至200℃分解放出氧气并生成二氧化锰。

强氧化剂。

与冷浓硫酸作用生成七氧化二锰。

其水溶液也具有强的氧化性，遇还原剂时反应产物视酸碱性而定，酸性中生成二价锰，中性及微酸性中生成二氧化锰，碱性溶液中生成锰酸钾(Ⅵ)。

严禁与易燃性有机物相接触。

由碱性溶液中电解氧化锰酸钾或锰酸钾溶液中通入二氧化碳使歧化制得。

广泛用于医药、消毒、除臭、化学分析、光谱校验以及漂白木材、棉花、丝绸、油脂等。