高中化學(xué)-鉻、錳及其化合物知識詳解

一．鉻及其化合物的性質(zhì)1．鉻單質(zhì)鉻的單質(zhì)是高熔點(diǎn)和高沸點(diǎn)的重金屬。室溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，潮濕空氣中也不會被腐蝕，因此常被用于制作不銹鋼和鍍鉻。鉻也是金屬中硬度最大的。金屬鉻可以通過鉻鐵礦FeCr2O4制取，用焦炭還原就可制得鉻鐵合金，該合金可用作制取不銹鋼的原料。2．鉻及其化合物鉻元素的常見價態(tài)有＋6、＋3、＋2價。在酸性介質(zhì)中，Cr2＋具有強(qiáng)的還原性，Cr3＋的還原性較弱，只有用強(qiáng)氧化劑才能將Cr3+氧化成Cr2O7，＋6價鉻在酸性條件下以Cr2O7存在，具有強(qiáng)氧化性，在堿性介質(zhì)中以CrO4存在。（1）鉻(Ⅵ)最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2O7和CrO4存在下列平衡：2CrO4(黃色)＋2H＋?Cr2O7(橙紅色)＋H2O在酸性溶液中，Cr2O7具有強(qiáng)氧化性，如可以氧化濃鹽酸，生成氯氣：Cr2O7＋6Cl－＋14H＋===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2OCr2O7＋3SO3＋8H＋===2Cr3＋＋3SO4＋4H2O，Cr2O7＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O，Cr2O7＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。但在堿性溶液中CrO4的氧化性要弱得多。（2）Cr(Ⅲ)在酸性條件下以Cr3＋存在，堿性條件下以Cr(OH)3、[Cr(OH)4]－(或CrO2)存在。①Cr3＋在酸性條件下是穩(wěn)定的，只能被強(qiáng)氧化劑氧化，如：2Cr3＋＋3PbO2＋H2O===3Pb2＋

＋Cr2O7＋2H＋。但在堿性條件下能被氧化成CrO4，2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrO4＋8H2O。②在堿性溶液中，亞鉻酸鹽(CrO2－)可以被H2O2或Na2O2氧化成鉻酸鹽CrO2－，如：2CrO2－＋3H2O2＋2OH－===2CrO4＋4H2O，2CrO2－＋3Na2O2＋2H2O===2CrO4＋6Na＋＋4OH－3．Cr2O3和Cr(OH)3顯兩性，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：反應(yīng)的離子方程式：①Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓

②Cr(OH)3＋OH－===[Cr(OH)4]－，Cr3＋＋4OH－===[Cr(OH)4]－③[Cr(OH)4]－＋H＋===Cr(OH)3↓＋H2O④Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O，[Cr(OH)4]－＋4H＋===Cr3＋＋4H2O二．錳及其化合物的性質(zhì)1．錳單質(zhì)塊狀錳是呈灰色，是一種較活潑的金屬，在空氣中金屬錳的表面被一層褐色的氧化膜所覆蓋，甚至與冷的濃硝酸也形成強(qiáng)的氧化膜，所以呈化學(xué)惰性。2．錳及其化合物錳元素的常見價態(tài)有＋7、＋6、＋4、＋3、＋2價，Mn2＋在酸性溶液中的穩(wěn)定性強(qiáng)于在堿性溶液中的穩(wěn)定性。（1）Mn2＋：在酸性條件下，很難被氧化，只有強(qiáng)氧化劑才能將其氧化，2Mn2＋＋5PbO2＋4H＋===2MnO4＋5Pb2＋＋2H2O；在堿性條件下，Mn2＋易被氧化為MnO4等，如5ClO－＋2Mn2＋＋6OH－===5Cl－＋2MnO4＋3H2O。（2）Mn(Ⅳ)最重要的化合物是MnO2，是黑色結(jié)晶體或無定形粉末，在自然界中以軟錳礦(MnO2·xH2O)形式存在，不溶于水和硝酸。①在酸性介質(zhì)中，MnO2是較強(qiáng)的氧化劑，本身被還原為Mn2+：MnO2

+4HCl(濃)===MnCl2

+Cl2↑+2H2O（實(shí)驗(yàn)室中制取氯氣），MnO2+2Fe2++4H+===2Fe3++Mn2++2H2O②氧化H2O2：MnO2+H2O2+2H+===Mn2++O2↑+2H2O③堿熔條件下可被強(qiáng)氧化劑氧化為MnO42-（綠色）：2MnO2

+4KOH+O2===

2K2MnO4

+2H2O，3MnO2

+6KOH+KClO3===3K2MnO4

+KCl+3H2O，MnO2

＋2MnO4-＋

4OH-

===3MnO42-

＋

2H2O④鋅錳干電池（Zn—MnO2—KOH），正極：MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-（3）Mn(Ⅵ)化合物的性質(zhì)MnO42-（綠色），存在于強(qiáng)堿性溶液中，最重要的化合物是：Na2MnO4和K2MnO4，在酸性、中性環(huán)境中均發(fā)生歧化反應(yīng)。3MnO42-＋2H2O===2MnO4-＋MnO2↓＋4OH－3MnO42-＋4H＋===2MnO4-＋MnO2↓＋2H2O4）KMnO4的性質(zhì)熱穩(wěn)定性差，通常保存在棕色試劑瓶中：①在酸性介質(zhì)中，MnO具有強(qiáng)氧化性，可以氧化Fe2＋、Cl－、H2C2O4、H2O2等，本身被還原為Mn2＋。如：MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O②在堿性、中性或微弱酸性溶液中，MnO仍舊是氧化劑，本身被還原為MnO2。2MnO4-＋I(xiàn)－＋H2O===2MnO2↓＋I(xiàn)O3－＋2OH－③在強(qiáng)堿性溶液中，當(dāng)MnO4-過量時，還原產(chǎn)物是MnO42-，2MnO4-＋SO3＋2OH－===2MnO42-＋SO4＋H2O。KMnO4是一優(yōu)良的氧化劑，在分析化學(xué)中被用作氧化還原滴分析的氧化劑，還用于漂白棉、毛