高考--常考元素--锰、碍、铼
- 格式：docx
- 大小：179.28 KB
- 文档页数：6
高考--常考元素--锰副族（锰 Mn ，锝 Tc ，铼 Re ）一、物理性质：锰单质的性质：金属锰是银白色金属，粉末状的锰为灰色。
活泼金属二、化学性质：存在形态：以Mn 2+ 最稳定，而锝(Ⅱ)、铼(Ⅱ)则不存在简单离子。
22222H Mn )(2H Mn H (s)Mn(OH)O 2H Mn +→++→+++稀与氧、卤素等非金属反应：34222432MnF MnF F Mn F)(X MnX X Mn O Mn ΔO 23Mn 和−→−+≠−→−+−→−+在氧化剂存在下与熔融的碱作用：O 2H MnO 2K 3O 4KOH 2Mn 2422+−−→−++熔融锰是钢的一种重要添加剂，因为它能脱除氧和硫.制备：3MnO 2 ＝ Mn 3O 4 + O2 (直接反应太过剧烈) 3Mn 3O 4 + 8A1 ＝ 9Mn + 4A12O 3 三：锰的化合物Mn 的价电子构型：3d 54s 2 Mn 的氧化值呈连续状：从+2~+7。
常见氧化值：+7，+6，+4和+2。
常见化合物：KMnO 4 ，K 2MnO 4，MnO 2， MnSO 4和MnCl 2。
除MnO 2外，余者均易溶于水，含锰离子分别为：。
和，+--2244Mn MnO MnO水溶液中锰的各种离子及其性质氧化值 +7 +6 +3 +2 颜色 紫红色 暗绿色 红色 淡红色 d 电子数 d 0 d 1 d 4 d 5 存在于溶液中的条件：中性 pH ＞13.5 易歧化 酸性 1、Mn(VII)化合物 溶液的酸度不同，MnO4被还原的产物不同：O 3H 5SO 2Mn 6H 5SO 2MnO 2242234++−→−++-++---24222342OHSO 32MnO O H 3SO 2MnO ++−→−++---OH SO 2MnO )(OH 2SO 2MnO 224-24234++−→−++----浓O 8H CO 102Mn 6H O C 5H 2MnO 2224224++−→−++++- (2) 不稳定性 遇酸分解O H 23O 4MnO )(H 44MnO 2224++−→−++-微酸 微碱性分解O H 2O 4MnO OH 44MnO 22244++−→−+----4MnO -24MnO +362O)H (Mn +262O)H (Mn见光分解4KMnO 4 + 2H 2O ＝ 4MnO 2↓ + 3O 2↑ + 4KOH （光照也能使其分解，因此应保存在棕色试剂瓶中） 加热22424O (s)MnO MnO K C 2202KMnO ++−−−−→−︒>A) 歧化法, 酸性介质中, 有利于歧化:3 MnO 42- +4 H + = MnO 2 + 2MnO 4- + 2H 2O 3 MnO 42- + 2 CO 2 = MnO 2 + 2 MnO 4- + 2 CO 32-在中性或弱碱性溶液中也发生歧化反应，但趋势及速率小： 3 MnO 42- + 2 H 2O = 2 MnO 4- + MnO 2 + 4 OH - （3）高锰酸钾的制备以软锰矿为原料 (MnO 2) 制备高锰酸钾，先制K 2MnO 4： 3 MnO 2 + 6 KOH + KClO 3 ＝ 3 K2MnO 4 + KCl + 3 H 2O 从 K 2MnO 4 制 KMnO 4 有三种方法。
B)氧化法（Cl 2或NaClO 氧化）：:2 MnO 42- + Cl 2 = 2 MnO 4- + 2 Cl - C) 电解法: 电解 K 2MnO 4 溶液： 阳极：MnO 42- ------- MnO 4- + e -阴极：2 H 2O + 2 e - ------- 2 + 2 OH -电解总反应: 2 K 2MnO 4 + 2 H 2O = 2 KMnO 4 + 2 KOH + H2锰酸钾为原料制备氯气时，应加浓盐酸。
但实验时误加了浓硫酸，加热时引起了爆炸2KMnO 4＋16HCl==2MnCl 2＋2KCl ＋5Cl 2↑＋8H 2O 4KMnO 4＋2H 2SO 4==2K 2SO 4＋4HMnO 4 4HMnO 4==2Mn 2O 7＋2H 2O 2Mn 2O 7==4MnO 2＋3O 2↑由于氯化物可以跟高锰酸钾和浓硫酸作用生成高锰酰氯,后者在室温下极不安定,继而引起七氧化二锰的爆炸式分解。
2. 锰(Ⅵ)的化合物：Mn(VI)最重要的化合物是深绿色的K 2MnO 4。
锰酸盐只能在强碱性溶液中稳定存在，在中性或近中性溶液中易歧化， 在酸性，中性溶液中歧化 3MnO42- + 2H2O 2MnO4- + MnO2 + 4OH--2342224242242CO 2MnO MnO 2CO 3MnO O 2H 2MnO MnO 4H 3MnO ++−→−+++−→−+---+-（可逆）加酸平衡向右移动生成紫色的MnO 4-，即使很弱的酸如CO 2或HAc ，也能促进歧化反应进行完全。
3. 锰(Ⅳ)的化合物： MnO 2是棕黑色粉末，难溶于水、稀酸和稀碱。
它具有两性，如可以溶于浓碱生成亚锰酸盐。
MnO2 + 2 NaOH(浓) ＝Na2MnO3 + H2O 在碱性介质中具有还原性O 2H 3MnO 4OH 2MnO MnO 22442+−→−++---2MnO 2 + 4KOH + O 2 2K 2MnO 4 + 2H 2O 3MnO 2 + 6KOH + KClO 33K 2MnO 4 + 3H 2O + KCl 在酸性溶液中是强氧化剂：MnO 2 + 4HCl(浓) = MnCl 2 + Cl 2↑+ 2H 2O4MnO 2 + 6H 2SO 4(浓) = 2Mn 2(SO4)3 + O 2 ↑+ 6H 2O 2Mn 2(SO4)3 + 2H 2O ＝ 4MnSO 4 + O 2 2SO 4 2MnO 2+ 2H 2SO 4(浓)＝2MnSO 4 + O 2 2O 制取低氧化值锰化合物的原料−→−−→−2432O O Mn 3MnO C 530+−−−→−︒O H MnO H MnO 222C 500~C 504+−−−−−→−+︒︒2MnO 4－＋3Mn 2+＋2H 2O==5MnO 2↓(棕黑)＋4H +MnO 2＋2H +＋SO 32－== Mn 2+＋SO 42－＋H 2O2MnO 2＋2H 2SO 4（浓）==2MnSO 4＋O 2↑＋2H 2O总之，MnO 2 在强酸中易被还原，在碱中有一定的还原性，在中性时，稳定。
用途：在工业上， MnO 2 用作干电池的去极化剂，火柴的助燃剂，某些有机反应的催化剂，以及合成磁性记录材料铁氧体 MnFe 2O 4 的原料等。
4 Mn(II)化合物 (1) 难溶性化合物Mn(II) 强酸盐易溶，如 MnSO4、MnCl2 和 Mn2(NO3) 等; 而弱酸盐和氢氧化物难溶: MnCO 3 Mn(OH)2 MnS MnC 2O 4这些盐可溶于强酸中，这是过渡元素的一般规律。
MnS 、MnCO 3、MnC 2O 4和Mn(OH)2在空气中放置或加热，都会被氧化为黑色的亚锰酸。
MnS + O 2 +H 2O = MnO(OH)2 + S2MnCO 3 + O 2 + 2H 2O = 2MnO(OH)2 + 2CO 2(2) 还原性: 在碱中易被氧化成高价，生成 MnO(OH)2. (棕黄色) Mn 2+ + 2 OH - = Mn(OH)2白) 无氧条件Mn(OH)2 + ½ O 2 = MnO(OH)2 (棕黄色)（在水质分析中用于测定水中的溶解氧。
） MnO(OH)2 + (x - 1) H 2O = MnO 2∙xH2O (黑褐色) Mn(OH)2 + 2 H + = Mn 2+ + 2 H 2O Mn 2+＋ClO -＋2OH -==MnO(OH)2↓(棕黄色)＋Cl -Mn(II) 在碱性条件下不稳定(还原性强) Mn(II)在酸性条件下稳定 (还原性差) 酸性溶液中，只有用强氧化剂，如 NaBiO 3、PbO 2、(NH4)2S 2O 8 等，才能将 Mn 2+ 氧化为呈现紫红色的高锰酸根 (MnO 4-)。
2 Mn 2+ + 5 NaBiO 3 + 14 H + = 2 MnO 4- + 5 Bi 3+ + 5 Na + + 7 H 2O 2 Mn 2+ + 5 PbO 2 + 4 H + = 2 MnO 4- + 5 Pb 2+ + 2 H 2O 2 Mn 2+ + 5 S 2O 82- + 8 H 2O = 2 MnO 4- + 10 SO 42- + 16 H +2 Mn 2+ + 5 H 5IO 6 = 2 MnO 4- + 5 HIO3 + 7 H 2O + 6 H + （正高碘酸（H 5IO 6）是弱酸，而偏高碘酸（HIO 4）是强酸）。
以上反应可用于鉴定Mn2+，但Mn2+的浓度和用量不宜过大，否则： 3 Mn 2+ + 2 MnO 4- + 2 H 2O = 5 MnO 2 +4 H + (3) Mn(II)盐的热稳定性二价锰盐中，硫酸锰最稳定，可形成含有 7、5、4或 1 水合物，红热时不分解，易脱水。
MnSO 4·7H 2O →MnSO 4·5H 2O →MnSO 4·4H 2O →MnSO 4·H 2O酸根有氧化性的二价锰盐热稳定性不如硫酸锰，高温分解时 Mn(II) 被氧化。
如:Mn(NO 3)2 = MnO 2 + 2 NO 2 Mn(ClO 4)2 = MnO 2 + Cl 2↑2锰--高考真题（2015新课标卷二）26.（14分）酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。
该电池放电过程产生MnOOH。
回收处理该废电池可得到多种化工原料。
有关数据如下表所示：溶解度/（g/100g水）（1）该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为。
（2）维持电流强度为0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌g. （已知F=96500C·mol-1）（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过_______分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、和，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为，其原理是。
（4）用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶液，铁变为，加碱调节至pH为时，铁刚好沉淀完全（离子浓度小于1×10-5mol·L-1时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱至pH为________时，锌开始沉淀（假定Zn2+浓度为0.1mol·L-1）.若上述过程不加H2O2后果是，原因是。
