Химические свойства марганца с уравнениями

Марганец

Содержится в количестве 0,03% по массе в земной коре. Наряду с железом и его сплавами относится к черным металлам.

Для соединений марганца характерны степени окисления +2, +3, +4, +6 +7. В соединения +2 и +3 марганец проявляет основные свойства, +4 — амфотерные, +6, +7 — кислотные.

Наиболее известными минералами, в которых содержится марганец, являются:

• MnO₂ — пиролюзит
• MnO(OH) — бурая марганцевая руда, манганит
• 3Mn₂O₃*MnSiO₃ — браунит

Получают марганец алюминотермией, восстановлением коксом, электролизом.

MnO₂ + C = (t) Mn + CO

Реакции с неметаллами

На воздухе марганец вступает во взаимодействие с кислородом, пассивируется: на поверхности металла образуется оксидная пленка.

При нагревании марганец реагирует с азотом, углеродом, кремнием, бором и фосфором.

При нагревании марганец вытесняет водород из воды.

Реакции с кислотами

Марганец стоит в ряду напряжений до водорода и способен вытеснить его из кислот.

Под воздействием кислот, которые обладают окислительными свойствами, марганец окисляется.

Соединения марганца (II)

Для соединений марганца (II) характерны основные свойства. Оксид марганца (II) может быть получен разложением карбоната марганца, либо восстановлением оксида марганца (IV) до оксида марганца (II).

При растворении (и нагревании!) марганца в воде образуется гидроксид марганца (II).

Соединения марганца (II) на воздухе неустойчивы, Mn(OH)₂ быстро буреет, превращаясь в оксид-гидроксид марганца (IV).

Оксид и гидроксид марганца (II) проявляют основные свойства. При реакции с кислотами дает соответствующие соли.

Соли марганца (II) получаются при его растворении в разбавленных кислотах. Эти соли способны вступать в реакции с другими солями, кислотами, если выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит.

При действии сильных окислителей ион Mn 2+ способен переходить в ион Mn 7+

Соединения марганца (IV) проявляют амфотерный характер. Оксид марганца (IV) можно получить разложением нитрата марганца (II).

В реакциях с щелочами марганец переходит в СО +6, в кислой среде — принимает СО +2.

MnO₂ + Na₂CO₃ + NaNO₃ = Na₂MnO₄ + NaNO₂ + CO₂ (гидролиз карбоната натрия идет по аниону, среда — щелочная)

Соединения марганца (VI) — MnO₃, H₂MnO₄ — неустойчивы, в свободном виде не получены. Обладают кислотными свойствами. Наиболее устойчивые соли — манганаты, окрашивающие раствор в зеленый цвет.

Манганаты получают в ходе разложения перманганатов, а также реакциями в щелочной среде.

В водной среде манганаты разлагаются на с.о. +7 и +4. Манганаты окисляют хлором.

Соединения марганца (VII) — неустойчивый Mn₂O₇, и относительно устойчивая в разбавленных растворах HMnO₄ — проявляют кислотные свойства. Соли марганцовой кислоты — перманганаты.

В различных средах — кислотной, нейтральной и щелочной — марганец принимает различные степени окисления. Внимательно изучите таблицу ниже.

Оксид марганца (VII) получают в реакции перманганата с сильными кислотами.

При растворении оксида марганца (VII) (кислотного оксида) в щелочи образуются соли марганцовой кислоты — перманганаты.

Марганцовая кислота получается в реакциях сильных окислителей с солями марганца (II).

В растворах с концентрацией марганцовой кислоты более 20% происходит ее разложение.

При нагревании перманганата калия (в быту — марганцовка) разлагается с образованием бурого MnO₂, выделением кислорода.

При стоянии в растворе постепенно разлагается водой.

В кислой среде марганец принимает наиболее устойчивую (для кислой среды) — Mn 2+ , в щелочной — Mn 6+ .

Название цинка, вероятно, связано формой его кристаллитов: в переводе с немецкого Zinke — зубец. С древнейших времен известен сплав меди с цинком — латунь.

Для цинка характерна постоянная степень окисления +2.

Наиболее известные минералы, в которых содержится цинк:

• ZnS — цинковая обманка, сфалерит
• ZnO — цинкит
• ZnCO₃ — симсонит, цинковый шпат
• 2ZnO*SiO₂*H₂O — гемиморфит

Пирометаллургический метод получения цинка заключается в обжиге цинковой обманки, и последующем восстановлении оксида цинка различными восстановителями: чаще всего C, также возможно CO и H₂.

ZnO + C = (t) Zn + CO

ZnO + CO = (t) Zn + CO₂

Гидрометаллургический метод получения основывается на электролизе сульфата цинка.

Реакции с неметаллами (и аммиаком 🙂

На воздухе цинк покрывается оксидной пленкой. При нагревании цинк реагирует с галогенами, фосфором, серой, селеном.

Для цинка не характерны реакции с водородом, бором, кремнием, азотом, углеродом. Нитрид цинка можно получить в ходе реакции цинка с аммиаком.

Реакции с кислотами

Цинк способен проявлять амфотерные (двойственные) свойства: реагирует как с кислотами, так и с основаниями. При добавлении цинка в раствор щелочи выделяется водород.

Zn + H₂O + NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂↑ (тетрагидроксоцинкат натрия)

Соединения цинка (II)

Эти соединения обладают амфотерными свойствами. Оксид цинка (II) можно получить в ходе реакции горения цинка или при разложении нитрата цинка.

Оксид цинка (II) проявляет амфотерные свойства, реагирует как с кислотами, так и с щелочами.

ZnO + H₂O + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] (тетрагидроксоцинкат натрия)

Комплексные соли образуются в растворе, при прокаливании они не образуются.

ZnO + 2NaOH = (t) H₂O + Na₂ZnO₂ (цинкат натрия)

Оксид цинка (II) может быть восстановлен до чистого цинка различными восстановителями.

ZnO + C = (t) Zn + CO

ZnO + CO = (t) Zn + CO₂

Гидроксид цинка (II) получается в ходе реакций между растворимыми солями цинка и щелочами.

Гидроксид цинка (II) обладает амфотерными свойствами, реагирует как с кислотами, так и с основаниями.

При прокаливании комплексные соли распадаются, вода испаряется.

Серебро

Драгоценный металл, известный человеку с древнейших времен. Встречаемся в самородном виде. Будучи благородным металлом, серебро обладает низкой реакционной способностью.

Реакции с неметаллами

Серебро не окисляется кислородом даже при высокой температуре. Галогены легко окисляют серебро до соответствующих галогенидов. При нагревании с серой получается сульфид серебра.

Реакции с кислотами

Серебро не растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах, однако способно реагировать с концентрированными кислотами.

Потемнение серебряных изделий обусловлено реакцией серебра с сероводородом в присутствии кислорода.

С органическими веществами

В дальнейшем, при изучении органической химии, вы не раз столкнетесь с соединением серебра — аммиачным раствором оксида серебра.

Будет полезно, если вы уже сейчас познакомитесь с его формулой на примере реакции окисления уксусного альдегида до уксусной кислоты.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Блиц-опрос по теме Марганец, цинк и серебро

Видео:Химические свойства марганца. Часть 1.Скачать

Марганец

Марганец на воздухе покрывается защитной оксидной пленкой, но в виде порошка при нагревании реагирует с галогенами, серой, фосфором, кремнием, углеродом, бором и азотом:

Mn + Cl 2 → MnCl 2

2 Mn + Si → Mn 2 Si

С кислородом при нагревании, в зависимости от температуры образуются различные оксиды марганца, самый устойчивый из них MnO₂:

Mn + 2 HCl → MnCl 2 + H 2 ↑

С растворами щелочей практически не взаимодействует. Но со щелочными расплавами окислителей марганец и его соединения образуют манганаты:

Mn + KClO 3 + 2 KOH → K 2 MnO 4 + KCl + H 2 O

Если вести окисление соединений марганца в кислой среде – образуется перманганат ион:

2MnO 2 + 3PbO 2 + 6HNO 3 → 2H MnO 4 + 3Pb(NO 3) 2 + 2H 2O

Марганец металл средней активности, при этом он является d-элементом, поэтому для него, как и для других d-элементов характерно наличие нескольких степеней окисления, в которых его соединения проявляют различные свойства:

Степень окисления марганца +2 – основные свойства:

MnO + 2 HCl → MnCl 2 + H 2 O

В степени окисления +4 мы считаем соединения марганца амфотерными (и кислотные и основные свойства выражены слабо). Этой степени окисления соответствуют оксид MnO₂ и не устойчивый гидроксид Mn(OH)₄. MnO 2 с кислотами образует соли марганца ( II ), т.к. соли марганца ( IV ) так же не устойчивы:

MnO 2 + 4 HCl (конц.) → MnCl 2 + Cl 2 ↑ + 2 H 2 O

Со щелочами и оксидами активных металлов образует устойчивые манганаты (IV):

MnO 2 + 2 KOH → K 2 MnO 3 + H 2 O

MnO 2 + K 2 O → K 2 MnO 3

В ЕГЭ обычно не встречаются две последние реакции, но могут быть вопросы на возможность протекания реакции амфотерного оксида MnO 2 со щелочами и оксидами активных металлов. Т.е. нужно просто запомнить, что Mn+4 – амфотерен, а значит, как и другие амфотерные соединения, реагирует и с кислотами, и со щелочами, и с оксидами очень активных металлов при сплавлении.

В степенях окисления +6 и +7 марганец проявляет кислотные свойства, образуя сильную марганцовую кислоту HMnO₄ и соли – манганаты K 2 MnO 4 и перманганаты KMnO 4 .

По большей части вопросы про марганец в ЕГЭ связаны с окислительно-восстановительными реакциями, поэтому самое важное запомнить продукты, которые у нас образуются при различных средах протекания реакции:

Перманганат калия в кислой среде всегда переходит в ион Mn +2 , в водной (и слабощелочной) среде наш продукт всегда MnO₂, т.к. Mn(OH)₄ и соли марганца (IV) не устойчивые соединения, а в сильнощелочных средах записываем соли марганца в степени окисления +6 – манганаты:

2KMnO 4 + 5Na 2SO 3 + 3H 2SO 4 → 2MnSO 4 + 5Na 2SO 4 + 3H 2O + K 2SO 4

2KMnO 4 + 3Na 2SO 3 + H 2O→ 2MnO 2 ↓ + 3Na 2SO 4 + 2KOH

2KMnO 4 + Na 2SO 3 + 2KOH→ 2K 2MnO 4 + Na 2SO 4 + H 2O

! Манганат калия K 2 MnO 4 устойчив только в сильнощелочных средах поэтому например, при окислении ацетилена перманганатом в слабощелочной среде мы указываем в продуктах не манганат, а оксид марганца MnO 2:

При нагревании перманганат разлагается:

2 KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 ↓ + O 2

Эту реакцию используют для получения кислорода в лаборатории.

Манганат калия выступает окислителем, в водной среде так же образуя MnO 2 , а в кислой соли марганца ( II ):

K 2MnO 4 + 2Na 2SO 3 + 2H 2SO 4 → MnSO 4 + 2Na 2SO 4 + 2H 2O + K 2SO 4

K 2MnO 4 + Na 2SO 3 + H 2O→ MnO 2 ↓ + Na 2SO 4 + 2KOH

Если как исходное вещество в ОВР вам предлагают MnO₂, то в зависимости от среды реакции он может выступать как окислитель в кислой среде :

MnO 2 + Na 2SO 3 + H 2SO 4 → MnSO 4 + Na 2SO 4 + H 2O

И как восстановитель при реакции с сильными окислителями в щелочной среде :

3 MnO 2 + KClO 3 + 6 KOH → 3 K 2 MnO 4 + KCl + 3 H 2 O

Mn +2 может выступать восстановителем в реакциях с окислителями в водной и щелочной средах:

3MnSO 4 + 2KMnO 4 + 2H 2O → 5 MnO 2 ↓ + K 2SO 4 + 2H 2SO 4

Видео:Химические св-ва соединений марганца Mn (+7) (KMnO4). Решаем окислительно-восстановительные р-ции.Скачать

Правила составления окислительно-восстановительных реакций

Видео:ОВР и Метод Электронного Баланса — Быстрая Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

7. Химические свойства соединений марганца с точки зрения изменения степеней окисления

В данном разделе реакции выходят за рамки С части ЕГЭ, но могут встретиться в тестовой части экзамена.

Все основные правила составления ОВР для С части, представлены в другом разделе.

Потренироваться составлять реакции онлайн (в рамках ЕГЭ) можно тут .

В кислой среде соединения марганца, как правило, восстанавливаются до Mn +2 , образуя соли соответствующих кислот:

Примеры реакций соединений с Mn +7 :

2KMnO4 + 16HCl → 2MnCl2 + 5Cl2­ + 2KCl + 8H2O

2KMnO4 + 16HBr → 2MnBr2 + 5Br2 + 2KBr + 8H2O

2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 10CO2­ + K2SO4 + 8H2O

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O

2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4

2HMnO4 + 5SO2 + 2H2O → 2MnSO4 + 3H2SO4

2KMnO4 + 5Na2O2 + 8H2SO4 → 2MnSO4 + O2­ + 5Na2SO4 + K2SO4 + 8H2O

10KMnO4 + 10KHS + 11H2SO4 → 4MnSO4 + 10S + 7K2SO4 + 16H2O

2KMnO4 + 5K2S + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5S + 6K2SO4 + 8H2O

2KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5S + K2SO4 + 8H2O

2KMnO4 + 10KBr + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5Br2 + 6K2SO4 + 8H2O

KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5O2­ + K2SO4 + 8H2O

8KMnO4 + 5PH3 + 12H2SO4 → 8MnSO4 + 5H3PO4 + 4K2SO4 + 12H2O

6KMnO4 + 10NH3 + 9H2SO4 → 6MnSO4 + 5N2­ + 3K2SO4 + 12H2O

Примеры реакций соединений с Mn +4 :

MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2­ + H2O

MnO2 + 2KI + 2H2SO4 → MnSO4 + I2 + K2SO4 + 2H2O

MnO2 + 2KBr + 2H2SO4 → MnSO4 + Br2 + K2SO4 + 2H2O

MnO2 + 2FeSO4 + 2H2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O

Примеры реакций соединений с Mn +6 :

K2MnO4 + 8HBr → MnBr2 + 2Br2 + 2KBr + 4H2O

В щелочной среде, как правило, реакции протекают с образованием соединений Mn +6 , т.е. манганат-иона:

Примеры реакций соединений с Mn +7 :

2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH → 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

2KMnO4 + NaNO2 + 2KOH → 2K2MnO4 + NaNO3 + H2O

KMnO4 + FeCl2 + 3KOH → K2MnO4 + Fe(OH)3 + 2KCl

2KMnO4 + 2FeSO4 + 6NaOH → K2MnO4 + 2Fe(OH)3 + Na2MnO4 + 2Na2SO4

6KMnO4 + Cr2(SO4)3 + 16KOH → 6K2MnO4 + 2K2CrO4 + 3K2SO4 + 8H2O

4KMnO4 + 8KOH → 4K2MnO4 + 2O2­ + 4H2O

6NaMnO4 + 2NH3 + 6NaOH → 6Na2MnO4 + N2­ + 6H2O

8KMnO4 + PH3 + 11KOH → 8K2MnO4 + K3PO4 + 7H2O

Примеры реакций соединений с Mn +2 :

3MnSO4 + 2O3 + 12KOH → 3K2MnO4 + 3K2SO4 + 6H2O

MnSO4 + 2Br2 + 8KOH → K2MnO4 + 4KBr + Na2SO4 + 4H2O

3MnSO4 + 3KClO3 + 12KOH → 3K2MnO4 + 2KCl + 3K2SO4 + 6H2O

3MnO + 2KClO3 + 6KOH → 3K2MnO4 + 2KCl + 3H2O

Примеры реакций соединений с Mn +4 в щелочной среде:

3MnO2 + KClO3 + 6KOH → 3K2MnO4 + KCl + 3H2O

MnO2 + KNO3 + K2CO3 → K2MnO4 + KNO2 + CO2­

MnO2 + O2 + 4KOH → 2K2MnO4 + 2H2O

В нейтральной среде соединения Mn +7 , как правило, восстанавливаются до Mn +4 , образуя оксид марганца (IV):

Примеры реакций соединений с Mn +7 :

2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O → 2MnO2 + 2Na2SO4 + 2KOH

2KMnO4 + 3KNO2 + H2O → 2MnO2 + 3KNO3 + 2KOH

2KMnO4 + 3K2S + 4H2O → 2MnO2 + 3S + 8KOH

Реакции с H2S и NH3 протекают аналогично нейтральной среде:

2HMnO4 + 3H2S → 2MnO2+ 3S + 4H2O

2NaMnO4 + 2NH3 → 2MnO2 + N2­ + 2NaOH + 2H2O

2KMnO4 + 2NH3×H2O → 2MnO2 + N2­ + 2KOH + 4H2O

Примеры реакций соединений с Mn +2 :

3MnSO4 + 2KMnO4 + 2H2O → 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4.

🔥 Видео

Окислительно-восстановительные реакции в кислой среде. Упрощенный подход.Скачать

Марганец - Металл, ЗАЖИВЛЯЮЩИЙ РАНЫ!Скачать

Химические свойства марганца. Часть 2.Скачать

ВСЕ ПРО АЛКАНЫ за 8 минут: Химические Свойства и ПолучениеСкачать

№ 313. Неорганическая химия. Тема 39. Марганец и его соединения. Часть 1. Физические свойстваСкачать

Химические свойства марганцаСкачать

Все реакции по теме «Хром» для ЕГЭ по химии | Екатерина СтрогановаСкачать

КИСЛОТЫ В ХИМИИ — Химические Свойства Кислот. Реакция Кислот с Основаниями, Оксидами и МеталламиСкачать

23. Химические свойства и способы получения соединений марганца (II)Скачать

24. Химические свойства и способы получения оксида марганца (IV)Скачать

ОВР с соединениями марганца, хрома железа и меди | Химия с Юлией ВишневскойСкачать

Химические свойства кислот. 7 класс.Скачать

СОЕДИНЕНИЯ МАРГАНЦА IV и VII | Таисия Фламель | ВебиумСкачать

Химия с нуля — Химические свойства АлкеновСкачать

6.3. Ароматические углеводороды (бензол и его гомологи): Химические свойства. ЕГЭ по химииСкачать

22. Общая характеристика, химические свойства и способы получения марганцаСкачать

РАЗБИРАЕМ ВСЕ ОВР С МАРГАНЦЕМ ЗА 99 минут!Скачать