1.氧化物和氫氧化物
把二氧化錳放在氫氣流中加熱到1200°,得一氧化錳MnO。它是暗綠色粉末,不溶于水,溶于酸中形成二價錳鹽。
在二價錳鹽溶液中加入強堿,可析出白色膠狀氫氧化錳????Mn(OH)?,顯堿性。它在堿性介質(zhì)中很不穩(wěn)定,與空氣接觸即形成棕色的Mn?O?·xH?O或MnO?·yH?O。
把二氧化錳在氨氣流中加熱,可得棕黑色的三氧化二錳Mn?O?。
6MnO?+2NH?=3Mn?O?+N?+3H?O
在自然界中它常以水合物的形式存在,如Mn?O?·H?O或MnO(OH),稱為水錳礦,與FeO(OH)和AlO(OH)同晶。相應(yīng)的氫氧化物幾不溶于水,且具有兩性。
二氧化錳存在于自然界,是一種重要氧化物,顯弱酸性。常被用做催化劑,如增加氯酸鉀或過氧化氫的分解速度和油漆在空氣中的氧化速度。它也是一個強氧化劑,與濃鹽酸作用放出氯氣。
MnO?+4HCl=MnCl?+2H?O+Cl?
它用在干電池中以消除極化作用,加在含鐵的玻璃中以去掉稱色。
粉狀的高錳酸鉀與冷卻的濃硫酸作用,產(chǎn)生棕色油狀液體的七氧化二錳Mn?O?。它不如Cl?O?穩(wěn)定,在0°時即分解為二氧化錳和氧:
2Mn?O?=4MnO?+3O?
Mn?O?溶解于大量的冷水中形成紫色的高錳酸HMnO?。高錳酸只存在于溶液中,可濃縮至20%不致分解。不但是一個強酸,而且還是一個強氧化劑。
2.二價錳鹽
二價錳的鹵化物的若干性質(zhì)列于表25-3.它們的無水鹽都是淡紅色。除二氟化錳外錳的鹵化物都易溶于水。將碳酸錳????溶于鹽酸中并在58°以下蒸發(fā)即得四水合二氯化錳MnCl·4H?O。 MnO?—Mn??電偶的電位E?=1.229伏。由此可見,Mn??在堿性介質(zhì)中很容易氧化為MnO?。
表25-3 鹵化錳MnX?的性質(zhì)
性質(zhì) |
MnF?
|
MnCl?
|
MnBr? |
MnI?
|
顏色
熔點,°C
溶解度
水合物,水分子數(shù)
生成熱,千卡/克分子
|
淡紅
856
微溶
4
206.0
|
淡紅
650
易溶
2、4、6
112.69
|
淡紅
分解
易溶
2、4、6
90.80
|
淡紅
分解
易溶
1、2、4、6、9
76.46
|
MnCl?+Na?O?=MnO?+2NaCl
MnCl?+2KMnO?+2H?O=5MnO?+2KCl+4HCl
二氧化錳與濃硫酸作用則得硫酸錳????MnSO?。
2MnO?+2H?SO?=2MnSO?+2H?O+O?
無水硫酸鹽是白色。自溶液中可析出政瑰紅色的水合晶體MnSO?·5H?O與CuSO?·5H?O同晶。它是在二價錳鹽中最穩(wěn)定的,雖在紅熱時也不分解,故與鐵????鎳????等硫酸鹽因強熱而分解不同。利用硫酸錳這個特性可以純化MnSO?。在農(nóng)業(yè)上它有促使種子發(fā)芽的作用。曬鹽時,加入微量硫酸錳,可提高鹽的質(zhì)量。
一將碳酸錳MnCO?溶于硝酸中,在室溫下蒸發(fā),六水合硝酸錳 Mn(NO?)?·6H?O就自溶液中析出。加熱到 25°以上,部分脫水變?yōu)镸n(NO?)?·3H?O。在18°,每100克水中可溶134克無水硝酸錳。加熱即按下式分解:
Mn(NO?)?=MnO?+2NO?
因此它可用于制備化學(xué)純的二氧化錳。
在難溶的二價錳鹽中,比較重要的有碳酸錳????MnCO?,磷酸銨錳Mn(NH?)PO?和硫化錳MnS。
在含有NH?CI和Mn??的溶液中,加入氨水和磷酸鹽,可析出Mn(NH?)PO?:
Mn??+NH??+PO?³?+6H?O=MnNH?PO?·6H?O↓
經(jīng)灼燒變?yōu)榻沽姿徨iMn?P?O?,在分析化學(xué)中可用來測定錳。
加硫化銨試劑于二價錳鹽溶液中,即得深肉色的硫化錳MnS·xH?O沉淀。無水的MnS是綠色。溶度積為14x10?¹?,象醋酸這樣的弱酸也可以使它溶解,因此它不能在酸性介質(zhì)中沉淀。
3.錳酸鹽
二氧化錳與堿混合,在空氣中加熱共熔,可制得綠色的錳酸鹽,也可以用KClO?之類的氧化劑來代替空氣中的氧:
2MnO?+4KOH+O?=2K?MnO?+2H?O
3MnO?+6KOH+KClO?=3K?MnO?+KCl+3H?O
錳酸鉀無水合物而錳酸鈉則有水合物。錳酸根離子MnO???呈深綠色,在水溶液中發(fā)生下列的水解歧化作用:
3MnO???+2H?O=MnO?+2MnO??+4OH?
如在溶液中加入NaOH使變成強堿性,則上列平衡反應(yīng)向左移動,紫色的高錳酸根離子MnO??消失,溶液呈深綠色。相反地如使溶液變?yōu)樗嵝?,錳酸鹽即歧化為MnO??和MnO?。由此可見,只有在強堿性介質(zhì)中,錳酸鹽才是穩(wěn)定的。