Марганец — Знание-сила

Марганец

Подгруппа марганца

Побочная подгруппа VII группы

Свойства элементов подгруппы марганца

Физические свойства

Серебристо-белые, тугоплавкие металлы.

Химические свойства

  1. В ряду Mn – Tc – Re химическая активность понижается. Mn – металл средней активности, в ряду напряжений стоит до водорода и растворяется в соляной и серной кислотах:

Mn + 2H+ -> Mn2+ + H2­

Re и Tc стоят в ряду напряжений после водорода. Они реагируют только с азотной кислотой:

3Tc + 7HNO3 -> 3HTcO4 + 7NO­ + 2H2

2. С увеличением степени окисления усиливается кислотный характер оксидов и гидроксидов. (RO – основные; R2O7 – кислотные, им соответствуют кислоты HRO4).

Марганец и его соединения

Марганец

Электронная конфигурация валентного слоя

Получение

Алюмотермия: 3MnO2 + 4Al -> 2Al2O3 + 3Mn

Химические свойства

Металл средней активности. На воздухе покрывается тонкой плёнкой оксидов. Реагирует с неметаллами, например, с серой:

Mn + S -> MnS

Растворяется в кислотах:

Mn + 2HCl -> MnCl2 + H2­

(При этом образуются соединения двухвалентного марганца).

Соединения Mn(II)

Оксид марганца (II) MnO получается восстановлением природного пиролюзита MnO2 водородом:

MnO2 + H2 -> MnO + H2O

Гидроксид марганца (II) Mn(OH)2 — светло-розовое нерастворимое в воде основание:

MnSO4 + 2NaOH -> Mn(OH)2¯ + Na2SO4

Mn2+ + 2OH -> Mn(OH)2

Легко растворимо в кислотах:

Mn(OH)2 + 2HCl -> MnCl2 + 2H2O

Mn(OH)2 + 2H+ -> Mn2+ + 2H2O

На воздухе Mn(OH)2 быстро темнеет в результате окисления:

2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O -> 2[MnO2 • 2H2O]

При действии сильных окислителей наблюдается переход Mn2+ в MnO4:

2Mn(OH)2 + 5Br2 + 12NaOH  –кат.CuSO4>  2NaMnO4 + 10NaBr + 8H2O

2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 -> 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O

2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 16HNO3 -> 2HMnO4 + 5NaNO2 + 5Bi(NO3)3 + 7H2O

Оксид марганца (IV) MnO2 — тёмно-коричневый порошок, нерастворимый в воде. Образуется при термическом разложении нитрата марганца (II):

Mn(NO3)2  –>  MnO2 + 2NO2­

При сильном нагревании теряет кислород, превращаясь в Mn2O3 (при 600°C) или Mn3O4 (при 1000°C).

Сильный окислитель:

MnO2 + 4HCl -> MnCl2 + Cl2­ + 2H2O

При сплавлении с содой и селитрой образует манганат натрия тёмно — зелёного цвета:

MnO2 + Na2CO3 + NaNO3  –>  Na2MnO4 + NaNO2 + CO2­

Манганаты также могут быть получены при восстановлении перманганатов в щелочной среде:

Na2SO3 + 2KMn+7O4 + 2KOH -> Na2SO4 + 2K2Mn+6O4 + H2O

Оксид марганца (VII) Mn2O7 — тёмно-зелёная жидкость, кислотный оксид. Получают действием концентрированной серной кислоты на кристаллический KMnO4 (марганцевая кислота HMnO4  нестабильна):

2KMnO4 + H2SO4 -> Mn2O7¯ + K2SO4 + H2O

При растворении в щелочах образует перманганаты:

Mn2O7 + 2KOH -> 2KMnO4 + H2O

Перманганат калия KMn+7O4 -тёмно-фиолетовое кристаллическое вещество, растворимое в воде. При нагревании разлагается с выделением кислорода:

2KMnO4  –>  K2MnO4 + MnO2 + O2­

Сильный окислитель, причём восстанавливается в кислой среде до Mn2+, в нейтральной – до Mn+4O2, а в щелочной – до Mn+6O42-.

Реакции в кислой среде.

5K2S+4O3 + 2KMn+7O4 + 3H2SO4 -> 6K2S+6O4 + 2Mn+2SO4 + 3H2O

электронный баланс

Фиолетовый раствор KMnO4 обесцвечивается при добавлении раствора K2SO3.

 Реакции в нейтральной среде

3K2S+4O3 + 2KMn+7O4 + H2O -> 3K2S+6O4 +2Mn+4O2¯ + 2KOH

электронный баланс

Фиолетовый раствор KMnO4 после окончания реакции обесцвечивается и наблюдается выпадение бурого осадка.

Реакции в щелочной среде.

K2S+4O3 + 2KMn+7O4 + 2KOH -> K2S+6O4 +2K2Mn+6O4 + H2O

электронный баланс

Фиолетовый раствор KMnO4 превращается в зеленоватый раствор K2MnO4.

Задачи:

  1. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схемах окислительно-восстановительных реакций:
    a) NaNO2 + KMnO4 + KOH NaNO3 + K2MnO4 + H2O
    б) MnCl2 + KCIO3 + KOH K2MnO4 + KCI + H2O
    в) HCI + KMnO4 Cl2 + MnCl2 + KCI + H2O
    r) Mg + KMnO4 + H2SO4 MgSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
  2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
    a) MnSO4 Мп MnCl2 Mn(OH)2 Mn(NO3)2
    6) KMnO4 MnO2 MnCl2 Мп
  3. Вычислите массу перманганата калия, который необходим для окисления сульфита калия массой 7,9 г в нейтральной среде.
  4. Марганец получают восстановлением кремнием оксида марганца (ІІІ). Технический оксид массой 20 кг (массовая доля примесей равна 5,2%) восстановлен до металла. Рассчитайте массу полученного марганца.
Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить
Не копируйте текст!