元素拓展：锰及其化合物总结

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)6]2＋离子为苹果绿色

(3)还原性

①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

②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。

③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

④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200℃以上开始失去结晶水，500℃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100℃以上时脱水。主要用作钢铁防锈的磷化剂。

四、Mn(Ⅲ)

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(Ⅳ)

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535℃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(Ⅵ)

(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：

七、Mn(Ⅶ)

(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↑，

4MnO4－＋ 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

①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)

②中性、弱碱性介质还原产物为MnO2：

2MnO4－＋ I－＋ H2O =2MnO2＋IO3－＋ 2OH－

③碱性介质中，还原产物为MnO42－：

2MnO4－＋ SO32－＋ 2OH－=2MnO42－＋ SO42－＋ H2O

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

④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、油类的脱色剂，稀溶液被广泛用于医药卫生中的杀菌消毒剂。

(5)KMnO4的制备