Марганец строение атома. Степени окисления
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Марганец, строение атома. Степени окисления. Получение, свойства. Как изменяются кислотно-основные свойства Mn в ряду MnO2 → MnO3? Кислотно-основные свойства Mn подтвердите уравнениями реакций.
Закончите следующие уравнения реакций, расставьте коэффициенты ионно-электронным методом:
рН = 7: K2MnO4 + KNO2 + … → …
pH > 7: MnSO4 + NaBiO3 + … → …
Какие свойства проявляют соединения марганца в данных реакциях? Назовите исходные вещества и продукты реакции. Рассчитайте, сколько граммов KNO2 содержится в 100 см3 0,2 н. раствора.
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
в 100 см3 0,2 н раствора содержится 1,7022 г KNO2.
Решение
Mn 1s22s22p63s23p63d54s2
Марганец относится к d – элементам, так как последний электрон заполняет атомную орбиталь на 3d подуровне.
Валентные электроны расположены на 4s и 3d подуровнях. В основном состоянии электронная конфигурация валентных электронов следующая:
В возбужденном состоянии пара электронов на 4s орбитали разъединяется, один из электронов переходит на свободную орбиталь 4р подуровня.
В результате на внешнем уровне становится 7 неспаренных электронов.
Возможные степени окисления атома марганца: 0 (Mn0); +2 (Mn+2Cl2-); +3 (Mn2+3O3-2); +4 (Mn+4O2-2); +6 (K2+Mn+6O4-2); +7 (K+Mn+7O4-2).
Получение
1. Алюмотермией пиролюзита:
При нагревании пиролюзит разлагается с образованием Mn2O3 и выделением кислорода
4MnO2 = 2Mn2O3 + O2
Восстановление алюминием проводят при температуре 800 оС:
Mn2O3 + 2Al = 2Mn + Al2O3
2. Восстановление коксом из железосодержащих руд:
MnO2 + C = Mn + CO2↑
Этим методом в промышленности получают сплав марганца с железом ферромарганец.
3
. Особо чистый марганец получают электролизом солей марганца:
2MnSO4 + 2H2O = 2Mn + O2↑ + 2H2SO4 (электролиз при t до 40 оС)
К) Mn2+ + 2e → Mn0 | 2
A) 2H2O – 4e → O20↑ + 4H+
Марганец – переходный металл серебристо-белого цвета, твёрдый, хрупкий. В холодной воде пассивируется вследствие образования на поверхности оксидной плёнки. Вытесняет из кислот водород:
Mn + 2HCl = MnCl2 + H2↑
Реагирует с кислотами – окислителями:
Mn + 2H2SO4(конц) = MnSO4 + SO2↑ + 2H2O;
Mn0 – 2e → Mn+2 | 1 – окисление, восстановитель;
S+6 + 2e → S+4 | 1 – восстановление, окислитель.
3Mn + 8HNO3() = 3Mn(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O;
Mn0 – 2e → Mn+2 | 3 – окисление, восстановитель;
N+5 + 3e → N+2 | 2 – восстановление, окислитель.
При нагревании окисляется (в виде порошка сгорает на воздухе)
Mn + O2 = MnO2
Mn0 – 4e → Mn+4 | 1 – окисление, восстановитель;
O2 + 4e → 2O-2 | 1– восстановление, окислитель.
При нагревании реагирует с галогенами и серой:
Mn + Cl2 = MnCl2;
Mn + S = MnS.
В ряду MnO2 → MnO3 кислотные свойства усиливаются