高考题的常客锰铬

精品文档精品文档 1 1欢迎下载欢迎下载 高考题的常客 锰元素及其化合物高考题的常客 锰元素及其化合物 一 锰元素及其化合物一 锰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 锰 锰 ManganeseManganese 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 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 沸点 1962 固态时有四种同素异形体 常温下为 锰 在空气中易氧化生成褐色氧化物覆盖层 燃烧 时生成四氧化三锰 红热时与水反应生成四氧化三锰和氢 溶于稀盐酸 稀硫酸生成二价 锰盐 高温时跟卤素 硫 磷 碳 氮直接化合 用于制合金 少量锰能改善钢的抗冲击 性能 锰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 人甘恩用木炭跟软锰矿共热得到锰 主要矿物有软锰矿 MnO2 xH2O 黑锰矿 Mn3O4 最近 发现大洋底部有大量锰结核矿 在地壳中丰度为 0 1 用铝还原软锰矿制得 二氧化锰 二氧化锰 manganesemanganese dioxidedioxide 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 390 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 用于制造金属锰 特种合金 锰铁铸件 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 硫酸锰 硫酸锰 ManganousManganous sulfatesulfate 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 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 涂料工业用于生产催干剂 环烷酸锰和亚 麻仁油酸锰等 金属制品的磷化剂 酸式磷酸锰 农业上是重要微量元索肥料 也是植物 合成叶绿素的催化别 施以适量的硫酸锰溶液 可使多种经济作物生长良好 增加产量 硝酸锰 硝酸锰 ManganeseManganese nitratenitrate 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 8 沸点 129 4 易溶于水 微溶于醇 工业品通常为含 61 和 70 的硝酸锰溶液 用于制纯二氧化锰 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救 碳酸锰 碳酸锰 ManganeseManganese carbonatecarbonate 又称锰白 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 锰而逐渐变为棕黑色 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 生成氢氧化锰 广泛用作脱硫的催化剂 瓷釉颜料 锰盐原料 也用于肥料 医药 机械零件和磷化处理 精品文档精品文档 2 2欢迎下载欢迎下载 硬酯酸锰 硬酯酸锰 manganesemanganese stearatestearate 分子式 C36H70O4Mn 结构式 C17H35COO Mn OOCC17H35 淡红色至粉红色细微粉末 分 子量 621 0 熔点 100 110 不溶于水 溶于乙醚 氯仿 石油 遇芳香族烃类或脂肪族 烃类生成胶状物 遇强酸分解为硬脂酸和相应的锰盐 一般商品中含有一定比例的棕榈酸 锰 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 然后与硫酸锰进行复分解反应 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 酸式磷酸锰 酸式磷酸锰 ManganousManganous dihydrogendihydrogen phosphatephosphate 又称马日夫盐 分子式 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 100 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 物理性质物理性质 溶解性 Mn 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 苹果绿色 Mn 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 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 化学性质化学性质 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 Mn 最重要的化合物是 MnO2 它大量用于生产锌 锰干电池 MnO2 性状为 黑 色粉状固体 难溶于水 在自然界中以软锰矿 MnO2 xH2O 形式存在 强氧化性 E0MnO2 Mn2 1 23V MnO2 S 4HCl 浓 精品文档精品文档 3 3欢迎下载欢迎下载 MnCl2 Cl2 2H2O 2MnO2 S 2H2SO4 浓 2MnSO4 O2 2H2O 碱熔条件下可被强氧化剂氧化为 MnO42 2MnO2 4KOH O2 2K2MnO4 2H2O 3MnO2 6KOH KClO3 3K2MnO4 KCl 3H2O Mn 的存在形式 MnO42 绿色 最重要的化合物是 Na2MnO4 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 2H2O Mn 的主要形式 MnO4 紫色 最重要的化合物是 KMnO4 受热或光照会分解 2KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2 4MnO4 4H 3O2 2H2O 4MnO2 KMnO4 应置于阴凉避光处保存 常用棕色瓶存放 强氧化性 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 中性 弱碱性介质还原产物为 MnO2 2MnO4 I H2O 2MnO2 IO3 2OH 碱性介质中 还原产物为 MnO42 2MnO4 SO32 2OH 2MnO42 SO42 H2O 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 KMnO4 是一优良的氧化剂 在分析化学中被用作氧化还原滴 精品文档精品文档 4 4欢迎下载欢迎下载 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 铬元素及其化合物的性质反应二 铬元素及其化合物的性质反应 1 1 铬铬 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 14H 2Cr2 4Zn2 7H2O 灰绿色的 Cr OH 3呈两性 Cr OH 3 3H Cr3 3H2O Cr OH 3 OH Cr OH 4 亮绿色 向含有 Cr3 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 2 Cr OH 4 3H2O2 2OH 2CrO42 8H2O 但在酸性溶液中 Cr3 的还原性较弱 只有象 K2S2O8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 14HCl 浓 2CrCl3 3Cl2 2KCl 7H2O 重铬酸盐的溶解度较铬酸盐的溶解度大 因此 向重铬酸盐溶液中加 Ag Pb Ba2 等离子时 通常生成铬酸盐沉淀 例如 Cr2O72 4Ag H2O 2Ag2CrO4 砖红色 2H Cr2O72 2Ba2 H2O 2BaCrO4 黄色 2H 在酸性溶液中 Cr2O72 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 若被萃取到乙醚或戊醇中则稳定得多 主要反应为 Cr2O72 4H2O2 2H 2CrO O2 2 深蓝 5H2O CrO 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 或 Cr 2 2 锰锰 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 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 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 在中性或近中性的溶液中 MnO4 与 Mn2 反应生成 MnO2 精品文档精品文档 5 5欢迎下载欢迎下载 2MnO4 3Mn2 2H2O 5MnO2 s 4H 在酸性介质中 MnO2是较强的氧化剂 本身被还原为 Mn2 2MnO2 2H2SO4 浓 2MnSO4 O2 2H2O MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 后一反应用于实验室中制取少量氯气 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 在强碱条件下 强氧化剂能把 MnO2氧化成绿色的 MnO42 2MnO4 MnO2 4OH 3MnO42 2H2O 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 3MnO42 4H 2MnO4 MnO2 2H2O 在有硝酸存在下 Mn2 可被 NaBiO3或 PbO2氧化成 MnO4 例如 5NaBiO3 2Mn2 14H 2MnO4 5Bi3 5Na 7H2O 高考攻略 锰高考攻略 锰 铬及其化合物的性质实验铬及其化合物的性质实验 实验目的实验目的 1 了解铬和锰的各种常见化合物的生成和性质 2 掌握铬和锰各种氧化态之间的转化条件 3 了解铬和锰化合物的氧化还原性及介质对氧化还原性产物的影响 实验原理实验原理 1 1 铬铬 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 14H 2Cr2 4Zn2 7H2O 灰绿色的 Cr OH 3呈两性 Cr OH 3 3H Cr3 3H2O Cr OH 3 OH Cr OH 4 亮绿色 向含有 Cr3 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 2 Cr OH 4 3H2O2 2OH 2CrO42 8H2O 但在酸性溶液中 Cr3 的还原性较弱 只有象 K2S2O8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 14HCl 浓 2CrCl3 3Cl2 2KCl 7H2O 重铬酸盐的溶解度较铬酸盐的溶解度大 因此 向重铬酸盐溶液中加 Ag Pb Ba2 等离子时 通常 生成铬酸盐沉淀 例如 Cr2O72 4Ag H2O 2Ag2CrO4 砖红色 2H Cr2O72 2Ba2 H2O 2BaCrO4 黄色 2H 在酸性溶液中 Cr2O72 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 精品文档精品文档 6 6欢迎下载欢迎下载 若被萃取到乙醚或戊醇中则稳定得多 主要反应为 Cr2O72 4H2O2 2H 2CrO O2 2 深蓝 5H2O CrO 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 或 Cr 2 2 锰锰 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 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 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 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 在酸性介质中 MnO2是较强的氧化剂 本身被还原为 Mn2 2MnO2 2H2SO4 浓 2MnSO4 O2 2H2O MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 后一反应用于实验室中制取少量氯气 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 在强碱条件下 强氧化剂能把 MnO2氧化成绿色的 MnO42 2MnO4 MnO2 4OH 3MnO42 2H2O 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 3MnO42 4H 2MnO4 MnO2 2H2O 在有硝酸存在下 Mn2 可被 NaBiO3或 PbO2氧化成 MnO4 例如 5NaBiO3 2Mn2 14H 2MnO4 5Bi3 5Na 7H2O 试剂和仪器试剂和仪器 1 仪器 离心机 2 试剂 碱 NaOH 2mol L 1 6mol L 1 40 NH3 H2O 2mol L 1 酸 HNO3 6mol L 1 浓 H2SO4 1mol L 1 6mol L 1 浓 HCl 2mol L 1 6mol L 1 浓 H2S 饱和 盐 Pb NO3 0 1mol L 1 AgNO3 0 1mol L 1 MnSO4 0 1mol L 1 0 5mol L 1 Cr2 SO4 3 0 1mol L 1 Na2SO3 0 1mol L 1 Na2S 0 1mol L 1 CrCl3 0 1mol L 1 K2CrO4 0 1mol L 1 KMnO4 0 01 mol L 1 K2Cr2O7 0 1mol L 1 NaCO3 1 mol L 1 固体 锌粉 K2S2O8 NaBiO3 PbO2 KMnO4 MnO2 3 其它 戊醇 或乙醚 H2O2 3 淀粉 碘化钾试纸 实验过程实验过程 1 1 铬的化合物的性质铬的化合物的性质 1 Cr2 的生成 在 1mLCrCl3 0 1mol L 1 溶液中加入 1mLHCl 6mol L 1 溶液 再加少量锌粉 微热至有大量气体 逸出 观察溶液的颜色由暗绿变为天蓝色 用滴管将上部清液转移到另一支试管中 在其中加入数滴浓 精品文档精品文档 7 7欢迎下载欢迎下载 HNO3 观察溶液的颜色有何变化 写出反应方程式 2 氢氧化铬的生成和酸碱性 用 CrCl3 0 1mol L 1 溶液和 NaOH 2mol L 1 溶液生成 Cr OH 3 检验它的酸碱性 3 Cr 的还原性 a 在 CrCl3 0 1mol L 1 溶液中加入过量的 NaOH 2mol L 1 溶液使呈亮绿色 再加入 H2O2 3 溶液 微热 观察溶液颜色的变化 写出反应方程式 b 在 Cr2 SO4 3 0 1mol L 1 溶液中加少量的 K2S2O8 s 酸化 加热 观察溶液颜色的变化 写 出反应式 4 Cr3 在 Na2S 溶液中的完全水解 在 Cr2 SO4 3 0 1mol L 1 溶液中加 Na2S 0 1mol L 1 溶液有何现象 可微热 怎样证明有 H2S 逸出 写出反应方程式 5 CrO42 和 Cr2O72 的相互转化 a 在 K2CrO4 0 1mol L 1 溶液中逐滴加入 H2SO4 2mol L 1 溶液 然后逐滴加入 NaOH 2mol L 1 观察溶液颜色的变化 b 在两支试管中分别加入几滴 K2CrO4 0 1mol L 1 溶液和几滴 K2Cr2O7 0 1mol L 1 溶液 然后 分别滴入 Pb NO3 2 0 1mol L 1 溶液 比较两试管中生成沉淀的颜色 解释现象 写出反应方程式 c 用 AgNO3 0 1mol L 1 溶液代替 Pb NO3 2溶液 重复 1 5 b 实验 6 Cr 的氧化性 a 在 K2Cr2O7 0 1mol L 1 溶液中滴加 H2S 溶液 饱和 有何现象 写出反应方程式 b 取少量 K2Cr2O7 s 加入 10 滴浓 HCl 加热 检查逸出的气体并观察溶液颜色的变化 写出反应 方程式 7 Cr3 的鉴定 取 5 滴含有 Cr3 的溶液 加入过量的 NaOH 6mol L 1 溶液 使溶液呈亮绿色 然后滴加 H2O2 3 溶液 微热至溶液呈黄色 待试管冷却后 再补加几滴 H2O2和 0 5mL 戊醇 或乙醚 慢慢 滴入 HNO3 6mol L 1 溶液 摇荡试管 戊醇层中出现深蓝色 表示有 Cr3 存在 写出各步反应方程式 2 2 锰的化合物的性质锰的化合物的性质 1 Mn OH 2的生成和性质 在 3 支试管中各加入 0 5mL 的 MnSO4 0 1mol L 1 溶液 再分别加入 NaOH 2mol L 1 溶液至有白色 沉淀生成 在两支试管中迅速检查 Mn OH 2的酸碱性 另一支试管在空气中振荡 观察沉淀颜色的变化 解释现象 写出反应方程式 2 MnS 的生成和性质 在 MnSO4 0 1mol L 1 溶液中滴加 H2S 溶液 饱和 有无沉淀生成 再向试管中加 NH3 H2O 2mol L 1 溶液 摇荡试管 有无沉淀生成 3 Mn3 的生成和性质 取 5 滴 MnSO4 0 5mol L 1 溶液加两滴浓 H2SO4 用冷水冷却试管 然后加 3 5 滴 KMnO4 0 01mol L 1 溶液 有何现象 将所得的溶液用 Na2CO3 1mol L 1 中和 使 pH 值升高 则 Mn3 歧化为 Mn2 和 MnO2 4 MnO2的生成和性质 a 将 KMnO4 0 01mol L 1 溶液和 MnSO4 0 5mol L 1 溶液混合后 是否有 MnO2沉淀生成 b 用 MnO2和浓 HCl 制备氯气 见实验六中四