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1、高考题的常客：镒元素及其化合物一、镒元素及其化合物 有很多的应用，现在具体来了解一些常见的。镒 M Manganese)元素符号Mn,原子序数25,原子量54.94,外围电子排布3d54s2,位于第四周期口 B 族。原子半径124皮米，第一电离能 727kJ/mol,电负性1.5。主要氧化数+2、+4、+6、+7。 银白色金属，硬而脆，密度 7.20g/cm3,熔点1244+3 C,沸点1962 C。固态时有四种同素 异形体，常温下为 “镒。在空气中易氧化生成褐色氧化物覆盖层。燃烧时生成四氧化三镒。 红热时与水反应生成四氧化三镒和氢。溶于稀盐酸、稀硫酸生成二价镒盐。高温时跟卤素、 硫、磷、碳、
2、氮直接化合。用于制合金，少量镒能改善钢的抗冲击性能，镒铁用作炼钢过程 的脱氧、脱硫添加剂。还用于冶炼铝合金、镁合金。1774年瑞典人甘恩用木炭跟软镒矿共热得到镒。主要矿物有软镒矿 MnO2 xH2O、黑镒矿Mn3O4 ,最近发现大洋底部有大量镒结 核矿。在地壳中丰度为 0.1%。用铝还原软镒矿制得。二氧化镒(manganese dioxide )分子式MnO2,分子量86.94,黑色结晶体或无定形粉末。密度5.026g/cm3。熔点390C。不溶于水和硝酸。在热浓硫酸中放出氧而生成硫酸亚镒。在盐酸中放出氯而生成氯化亚镒。与苛性碱和氧化剂共熔，放出二氧化碳而生成高镒酸盐。在535 c分解成三氧化
3、二镒和氧。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。用于制造金属镒、特种合金、镒铁铸件、防毒面具和电子材料铁氧 体等。另外，还可用于橡胶工业以增加橡胶的粘性。硫酸镒(Manganous sulfate )分子式MnSO4,分子量151,白色或微红色细小结晶体。无嗅.味苦。密度2. 95g/cm3。加热到200c以上开始失去结晶水，500c左右变为无水物。易溶于水，不溶于醇。无机工业用于电解镒生产和制备各种镒盐。涂料工业用于生产催干剂(环烷酸镒和亚麻仁油酸镒等)，金属制品白磷化剂(酸式磷酸镒)。农业上是重要微量元索肥料，也是植物合成叶绿
4、素的催化别。施以适量的硫酸镒溶液，可使多种经济作物生长良好，增加产量。硝酸镒(Manganese nitrate )分子式Mn (NO3) 2,分子量143,无色或玫瑰红色单斜晶系结晶。相对密度1.82。熔点25.8C。沸点129.4C。易溶于水、微溶于醇。工业品通常为含 61%和70%的硝酸镒溶液。 用于制纯二氧化镒；也用于金属表面磷化处理，陶瓷着色，制催化剂等。溶液装于塑料桶内， 外用木板箱包装，每桶净重25kg。属二级无机氧化剂，危规编号：23023。应贮存于通风、干燥的库房中。应防止受潮、受热。运输时防雨淋和日光曝晒。装卸时要轻拿轻放，防止包 装破损。失火时，可用水、砂土和各种灭火器扑
5、救。碳酸镒(Manganese carbonate )又称镒白，分子式 MnCO3,分子量114.95,玫瑰色三角晶系菱形晶体或无定形亮白棕 色粉末。相对密度 3.125。几乎不溶于水，微溶于含二氧化碳的水中。溶于稀无机酸，微溶 于普通有机酸中，不溶于醇和液氨。在干燥空气中稳定。 潮湿时易氧化，形成三氧化二镒而逐渐变为棕黑色，受热时分解放出二氧化碳。与水共沸时即水解。 在沸腾的氢氧化钾中，生成氢氧化镒。广泛用作脱硫的催化剂，瓷釉颜料，镒盐原料，也用于肥料，医药，机械零件和 磷化处理。硬酯酸镒(manganese stearate )分子式C36H70O4Mn ,结构式 C17H35COO-Mn
6、-OOCC17H35 ,淡红色至粉红色细微粉 末。分子量621.0。熔点100-110C。不溶于水。溶于乙醛、氯仿、石油。遇芳香族煌类或 脂肪族烧类生成胶状物。遇强酸分解为硬脂酸和相应的镒盐。一般商品中含有一定比例的棕桐酸镒。生产方法：主要采用复分解法。以硬脂酸为原料，先加热熔融，与氢氧化钠溶液进 行皂化反应，然后与硫酸镒进行复分解反应，最后经洗涤、离心脱水、干燥而得。用途：阴 离子型表面活性剂。主要用作膏霜类化妆品的助乳化剂、增稠剂和润肤剂。具有良好的乳化作用，有利于保持油包水型乳化体的稳定性。酸式磷酸镒( Manganous dihydrogen phosphate )又称马日夫盐，分子式
7、 Mn(H2P04)2 ,分子量248. 94,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100c以上时脱水。主要用作钢铁防锈的磷化剂。特别适用于大型机械设备，经磷化处理后涂上油漆，可防止设备受大气侵蚀，并可提高绝缘性。物理性质溶解性：Mn( n )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)。Mn(H2O)62+离子颜色一苹果绿色Mn(n)的还原性：酸性介质中稳定，碱性介质中不稳定，易被氧化例：在Mn2+盐溶液中加 OH-,生成Mn(OH)2
8、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- f Mn(OH)2 J 白色2Mn(OH)2 + O2 - 2MnO(OH)2j 棕褐色化学性质酸性介质中，能被一些强氧化剂所氧化：2Mn2+ + 5S2O82-+ 8H2O2MnO4-+ 10SO42-+ 16H+2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ .2MnO4- + 5Na+ + 5Bi3+ + 7H2O2Mn2+ + 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。Mn( IV)最重要的化
9、合物是 一MnO2，它大量用于生产锌 一镒干电池。MnO2性状为：黑 色粉状固体，难溶于水，在自然界中以软镒矿(MnO2- xH2O)形式存在 强氧化性 (E0MnO2/Mn2+ = 1.23V)MnO2(S) + 4HCl(浓)MnCl2 + Cl2 T + 2H2O2MnO2（S） + 2H2SO4（浓）2MnSO4 + O2T + 2H2O碱熔条件下可被强氧化剂氧化为MnO42-2MnO2 + 4KOH + O2 2K2MnO4 + 2H2O3MnO2 + 6KOH + KC1O33K2MnO4 + KCl +3H2OMn（W）的存在形式：MnO42- 绿色，最重要的化合物是：Na2Mn
10、O4和K2MnO4 。在酸、中或弱碱条件下 MnO42-均会发生歧化反应：3MnO42- + 2H2O ? MnO2 + 2MnO4 - + 4OH-3MnO42- + 4H+ ? MnO2 + 2MnO4- + 2H2OMn（ 口）的主要形式：MnO4-一紫色；最重要的化合物是 KMnO4。受热或光照会分解2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O24MnO4- + 4H+ 302 T + 2H2O + 4MnO2KMn04应置于阴凉避光处保存，常用棕色瓶存放。强氧化性：i酸性介质：KMn04氧化性很强，还原产物为 Mn2+2MnO4- + 5SO32- + 6H+ -2Mn2+ +
11、5SO42- + 3H2OMn04- + 5Fe2+ + 8H+，Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O（用于定量测定铁含量）2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ -2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O（用于KMn04浓度标定）ii中性、弱碱性介质还原产物为Mn022MnO4- + I- + H20 -2MnO2 + I03- + 20H-iii碱性介质中，还原产物为MnO42-2MnO4- + SO32- + 20H - 2MnO42 - + SO42-+ H20iv与浓H2SO4反应可生成Mn2O72KMnO4 + 2H2SO4（浓）.Mn2O7 + 2KHSO4 + H20M
12、n2O7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CC14中能较为稳定。KMn04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、油类的脱色剂，稀溶液被广泛用于医药卫生中的杀菌消毒剂。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、油类的脱色剂，稀溶液被广泛用于医药卫生中的杀菌消毒剂。二、铭元素及其化合物的性质反应1 .铭在酸性条件下，用锌还原 Cr3+或Cr2O72-,均可得到天蓝色的 Cr2+2Cr3+ + Zn = 2Cr2+ + Zn2+Cr2O72- + 4Zn
13、+ 14H+ = 2Cr2+ + 4Zn2+ + 7H2。灰绿色的Cr (OH) 3呈两性：Cr (OH) 3 + 3H+ = Cr3+ + 3H2。Cr (OH) 3 + OH- = Cr (OH) 4-(亮绿色)向含有Cr3中的溶液中加入 Na2s并不生成Cr2s3,因为Cr2s3在水中完全水解：2Cr3+ + 3S2-+ 6H2O = 2Cr (OH) 3 + 3H2s在碱性溶液中，Cr (OH) 4具有较强的还原性，可被 H2O2氧化为CrO42-：2Cr (OH) 4-+ 3H2O2 + 2OH- = 2CrO42-+ 8H2O但在酸性溶液中，Cr3+的还原性较弱，只有象 K2s2O
14、8或KMnO4等强氧化剂才能将 Cr3+氧化为Cr2O72-:2Cr3+ + 3s2O82- + 7H2O = Cr2O72-+ 6sO42-+ 14H +在酸性溶液中，Cr2O72-是强氧化剂，例如：K2Cr2O7 + 14HC1 (浓)=2CrCl 3 + 3Cl2 + 2KC1 + 7H2O重铭酸盐的溶解度较铭酸盐的溶解度大，因此，向重铭酸盐溶液中加Ag+、Pb+、Ba2+等离子时，通常生成铭酸盐沉淀，例如：Cr2O72- + 4Ag+ H2O = 2Ag2CrO4 (醇红色) + 2H +Cr2O72- + 2Ba2+ + H2O = 2BaCrO4 (黄色)+ 2H+在酸性溶液中，C
15、r2O72-与H2O2能生成深蓝色的加合物 CrO5,但它不稳定，会很快分解为Cr3+和O2。若被萃取到乙醛或戊醇中则稳定得多。主要反应为：Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ = 2CrO (O2) 2 (深蓝) + 5H2OCrO (O2) 2 +(C2H5) 2O = CrO (O2) 2 (C2H5) 2O (深蓝)4CrO (O2) 2 + 12H+ = 4Cr3+ + 7O2 + 6H2O此反应用来鉴定 Cr (VI)或Cr (出)。2 .镒Mn (OH) 2易被氧化Mn2+ + 2OH- = Mn (OH) 2 (s)(白色)2Mn (OH) 2+ O2 = 2MnO (OH) 2 (s)(棕色)在浓硫酸中，MnsO4与KMnO 4反应可生成深红色的 Mn3+ (实际是硫酸根的配合物)：MnO4-+ 4Mn2+ + 8H+ = 5Mn3+ 4H2OMn3+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+在中性或近中性的溶液中，MnO4-与Mn2+反应生成MnO2：2MnO
