第三章 过渡元素02（课件）《无机化学》同步教学（高教版）

第三章 过渡元素 目录 13.1 Overview 过渡元素概述 13.2 钛族、钒族元素 13.3 铬族元素 13.4 锰族元素 13.5 铁系、铂系元素 13.6 铜族元素 13.7 锌族元素 13.4 锰族元素 13.4.1锰分族的基本性质和用途 直到1931年发现缺锰的龋齿动物生长不良和生殖功能障碍，才把它确定为必需元素。特别随着家禽、家畜养殖业的发展。而近十几年来，科学家又把目光转移到人类的疾病发生上，当前对该领域的研究已成为矿质营养学的热点之一。 如果人体内锰缺乏，则会发生体重下降、黑色的头发变红、皮炎、头发和指甲生长变慢以及低胆固醇血症。 体内锰过多也会引起锰中毒。人类锰中毒对健康有严重危害，可引起中枢神经系统严重异常。如果一个人处于含锰量高于5毫克/米3的空气中，就有可能发生锰中毒危险，中毒者反应慢、动作不协调、记忆力发生障碍。锰中毒时也发生生殖系统、兔疫系统功能障碍及肾脏、肝脏、胰腺等组织器官损害。 1、氧化态 VIIB族包括锰、锝和铼三种元素，其电子构型为(n-1)d5ns2。 1、氧化态：锰的氧化态有+II、+III、+IV、+V、+VI和+VII等，锝有+IV和+VII。铼有+III、+IV和+VII。 2、标准电极电势图 A B 二、单质的活泼性 锰单质比较活泼 Mn+X2(F2,Cl2,Br2)＝MnX2 Mn+O2＝Mn3O4 Mn+S＝MnS Mn+H2O(热水)＝Mn(OH)2+H2↑ Mn+2H+＝Mn2++H2↑ 3Mn+2HNO3＝3Mn2++2NO↑+H2O 四、锰的化合物 1、锰(II)的化合物 Mn2+有d5半充满结构，因此是比较稳定的。 在酸性介质中Mn2+不易被氧化，只有遇到强氧化剂时如：PbO2、K2S2O8(Ag+催化)、NaBiO3和HIO4等才可把Mn2+氧化为MnO4-。 在碱性介质中Mn2+易被氧化。 Mn2++2OH-＝Mn(OH)2↓白色 2Mn(OH)2+O2＝2MnO(OH)2(MnO2·H2O) Mn2+在水溶液中以[Mn(H2O)6]2+存在，肉色。 除MnCO3、Mn3(PO4)2、MnS难溶,一般都易溶。 2、锰(IV)的化合物 MnO2是稳定而重要的化合物，但能表现出氧化性及还原性。 在酸性介质中MnO2具有较强的氧化性，如与浓盐酸反应可制氯气。另外还有。 MnO2+H2SO4(浓)＝MnSO4+O2↑+H2O MnO2能把H2O2、Fe2+氧化，试写出反应方程式。 在碱性介质中MnO2能被氧化为MnO42-，这也是制高锰酸钾的重要一步。 MnO2+4KOH+O2＝2K2MnO4+2H2O　 二氧化锰除用于氧化剂还可做催化剂。 3、锰(VI)和锰(VII)的化合物 Mn(VI)最重要的化合物是墨绿色的K2MnO4。 3MnO42-+2H2O2MnO4-+MnO2+4OH- 碱性增强则MnO42-稳定性增高。碱性降低则有利于其歧化，如通往CO2或加醋酸就可使它歧化。 3MnO42-+2CO2＝2MnO4-+MnO2+2CO32- 碱性条件下加氧化剂或电解也可氧化锰酸钾。 2MnO42-+Cl2＝2MnO4-+2Cl- 2MnO42-+2H2O＝2MnO4-+H2↑+2OH- M n O 4 - M n O 4 - 2 M n O 2 0.564 2.26 1.679 j A M n O 4 - M n O 4 - 2 M n O 2 0.564 0.60 0.588 j B Mn(VII)最重要的化合物是紫色晶体KMnO4，其水溶液呈紫红色、缓慢分解，光能催化其分解，其水溶液保存于棕色瓶中。 KMnO4是最重要的氧化剂、消毒剂(PP粉)。 KMnO4在不同介质中被还原的产物也不同。通常在酸性条件下的产物是Mn2+(注：当KMnO4过量时，反应生成的Mn2+要和KMnO4反应生成MnO2)，在中性条件下的产物是MnO2,在碱性条件下的产物是MnO42-。 试写出下列反应的反应方程式： 在酸、碱、中性介质中KMnO4与SO32-的反应。 2KMnO4(s)+H2SO4(浓)＝Mn2O7+K2SO4+H2O Mn2O7易分解出O2及O3，遇有机物起火。 4、锰的氧化物 MnO Mn2O3 MnO2 MnO3 Mn2O7 碱性 弱碱性 两性 酸性 酸性 酸性增强→ 5、锰的氧化物的水合物 Mn(OH)2 Mn(OH)2 Mn(OH)4 H2MnO4 HMnO4 酸性增强→ 氧化性增强→ 13.5.1铁系元素 一、单质的性质 铁的氧化态有+II、+III、+VI，钴和镍有+II、+III、+IV。 钴和镍在常温下对水和空气都较稳定，它们都溶于稀酸中，但不与强碱发生作用，故熔融碱性物