湘大杨立新课件 第21章 铬副族元素和锰副族元素.ppt

第 21 章 铬副族元素和锰副族元素 《锰化合物净水技术》 李圭白、杨艳玲等 《水合氧化锰的净水机理与应用》 杨 威著 Re：5d56s2 Re3+：5d46s0 因为 MnO4- 中，Mn-O 之间有较强的极化效应，吸收可见光后使 O2- 端的电子向 Mn(VII) 跃迁，吸收红、黄光，显紫色，与 VO43-、 CrO42- 相似。 （1）高锰酸钾的制备　　以软锰矿为原料 (MnO2) 制备高锰酸钾，先制K2MnO4： 3 MnO2 + 6 KOH + KClO3 ＝ 3 K2MnO4 + KCl + 3 H2O 从 K2MnO4 制 KMnO4 有三种方法。 A) 歧化法, 酸性介质中, 有利于歧化: 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 MnO42- + 2 H2O = 2 MnO4- + MnO2 + 4 OH- 3 MnO42- + 4 H+ = MnO2 + 2 MnO4- + 2 H2O 2 MnO42- + 2 CO2 = MnO2 + 2 MnO4- + 2 CO32- B) 氧化法: 2 MnO42- + 2 Cl2 = 2 MnO4- + 2 Cl- C) 电解法: 电解 K2MnO4 溶液： 电解总反应: 2 K2MnO4 + 2 H2O = 2 KMnO4 + 2 KOH + H2? 阳极：MnO42- ? MnO4- + e- 阴极：2 H2O + 2 e- ? H2 + 2 OH- (2) 高锰酸钾的强氧化性 MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ = Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O 2 MnO4- + 5 H2C2O4 + 6 H+ = 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O MnO4- + 4 Mn2+ + 15 H2P2O72- + 8 H+ = 5 [Mn(H2P2O7)3]3- + 4 H2O 2 MnO4- + 5 SO32- + 6 H+ = 2 Mn2+ + 5 SO42- + 3 H2O 2 MnO4- + 3 SO32- + H2O = 2 MnO2 + 3 SO42- + 2 OH- 2 MnO4- + SO32- + 2 OH-(浓) = 2 MnO42- + SO42- + H2O (3) 高锰酸钾的不稳定性 4 MnO4- + 4 H+ (微酸) = 4 MnO2? + 3 O2? + 2 H2O KMnO4 + 3 H2SO4(浓) = K+ + MnO3+(亮绿色) + H3O+ + 3 HSO4- 4 MnO4- + 4 OH- = 4 MnO42- + O2? + 2 H2O 2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2? 220 ?C 2 Mn(IV)化合物 二氧化锰 4 MnO2+ 6 H2SO4(浓)＝2 Mn2(SO4)3(紫红)+ 6 H2O + O2? 2 Mn2(SO4)3 + 2 H2O ＝ 4 MnSO4 + O2 ? + 2 H2SO4 2 MnO2+ C + 2 H2SO4(浓)＝2 MnSO4·H2O + CO2? MnO2 + 2 NaOH(浓) ＝Na2MnO3(亚锰酸钠) + H2O 在强酸中有氧化性 MnO2 + 4 HCl(浓) ＝ MnCl2 + 2 H2O + Cl2 ? 在碱性条件下，可被氧化至 Mn(VI)： 3 MnO2 + 6 KOH + 6 KClO3 ＝ 3 K2MnO4(绿色) + 6 KCl + 3 H2O 总之，MnO2 在强酸中易被还原，在碱中有一定的还原性，在中性时，稳定。 2 MnO2 + 4 KOH + O2 ＝ 2 K2MnO4 + 2 H2O 在工业上， MnO2 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 MnFe2O4 的原料等。 用途： Mn(IV)盐 四价 Mn 盐不稳定，酸性条件：易被还原为低价化合物；强氧化剂 ? 高价氧化物。碱性条件：空气中的氧 ? 锰酸盐。 可形成较稳定的 M2I(MII)[MnF6] 配合物，如： MnO2 + 2KHF2 + 2HF ＝ K2[MnF6](金黄) + 2H2O 还可形成过氧基配合物：K2H2[Mn(O)(O2)3]、 K3H[Mn(O)(O2)3] 等。 3 Mn(II)化合物