无机化学下册过渡元素省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

1无机化学无机化学第二十章第二十章过渡元素过渡元素()()第第1页页教学要求教学要求1.掌握过渡元素价电子构型特点及其元素通性关系。掌握过渡元素价电子构型特点及其元素通性关系。2.掌握过渡元素钛、钒、铬、钼、钨和锰单质及化合物性质和掌握过渡元素钛、钒、铬、钼、钨和锰单质及化合物性质和用途。用途。第二十章第二十章 过渡元素（一）过渡元素（一）第第2页页第一节第一节 过渡元素通性过渡元素通性第二节第二节 钛分族钛分族第三节第三节 钒分族钒分族第四节第四节 铬分族铬分族第五节第五节 锰分族锰分族本章讲解内容本章讲解内容第第3页页第一节第一节 过渡元素通性过渡元素通性一、过渡元素在周期表中位置一、过渡元素在周期表中位置d 区：区：(n-1)d1-9ns1-2f 区：区：(n-2)f1-14(n-1)d0-2ns2第一过渡系第一过渡系第二过渡系第二过渡系第三过渡系第三过渡系按周期划分按周期划分钪、钇和镧钪、钇和镧系又称为稀系又称为稀土元素土元素第第4页页二二.过渡元素价电子构型过渡元素价电子构型元素元素 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni 价电子构型价电子构型 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2元素元素 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd 价电子构型价电子构型 4d15s2 4d25s2 4d45s1 3d54s1 4d65s1 4d75s1 4d85s1 4d105s0元素元素 La Hf Ta W Re Os Ir Pt 价电子构型价电子构型 5d16s2 5d26s2 5d35s2 5d46s2 5d56s2 5d66s2 5d76s2 5d96s1第第5页页三三.过渡元素氧化态过渡元素氧化态族族IIIB B BVIB VIIBIBIIB元素元素ScTiVCrMn Fe Co Ni CuZn3dn3d13d23d33d53d53d63d73d83d93d10主主要要氧氧化化数数+2+3+3+4+3+4+5+2+3+6+2+3+4+6+7+2+3+2+3+2+3+1+2+2I.从左到右，元素最高氧化数升高，从左到右，元素最高氧化数升高，VIIB后又降低后又降低第第6页页族族IIIBB B VIB VIIBIBIIB一过渡系一过渡系ScTiVCr Mn Fe Co Ni Cu Zn氧化数氧化数+3+3+4+4+5+3+6+2+4+6+7+2+3+2+2+1+2+2二过渡系二过渡系YZr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd氧化数氧化数+3+4+5+6+7+4+3+2+1+2三过渡系三过渡系LuHfTaWRe Os Ir Pt Au Hg氧化数氧化数+3+4+5+6+7+8+3+4+2+4+1+3+1+2II.从上往下，高氧化数化合物稳定性增加从上往下，高氧化数化合物稳定性增加第第7页页KKRbCsCaCaScScTiTiV VCrCrMnMnFeFeCoCoNiNiCuCuZnZnSrYZrNbMo TcRuRhPdAgCdBaLaHfTaWReOsIrPtAuHg四四.过渡元素原子和离子半径过渡元素原子和离子半径第第8页页元元 素素ScTi V Cr Mn Fe Co Ni Cu ZnM2+-2345678910M(H2O)62+颜色颜色-褐褐 紫紫天天蓝蓝浅浅红红浅浅绿绿粉粉红红绿绿浅浅蓝蓝无无元元 素素ScTi V Cr Mn Fe Co Ni Cu ZnM3+01234567M(H2O)63+颜色颜色无无紫紫 绿绿蓝蓝紫紫红红浅浅紫紫绿绿粉粉红红五五.过渡元素颜色过渡元素颜色1.同一周期元素从左到右原子半径迟缓减小，到铜族前同一周期元素从左到右原子半径迟缓减小，到铜族前后又稍增大。后又稍增大。2.同族元素从上往下原子半径增大，但五、六周期外因同族元素从上往下原子半径增大，但五、六周期外因为镧系收缩使其同族元素原子半径十分靠近，造成其元为镧系收缩使其同族元素原子半径十分靠近，造成其元素性质相同。素性质相同。第第9页页六六.单质性质单质性质 密度大；密度大；熔点高；熔点高；硬度大；硬度大；机械性能强；电和热很好导体机械性能强；电和热很好导体除钪和钛外，都是重金属，密度最大是铂系元素，除钪和钛外，都是重金属，密度最大是铂系元素，如如Os为为22.57，Ir为为22.42，Pt为为21.45熔点最高金属是熔点最高金属是W（3683K）；硬度最大金属是）；硬度最大金属是Cr因为过渡元素含有优良机械加工性，彼此间以及与非过渡金属组成因为过渡元素含有优良机械加工性，彼此间以及与非过渡金属组成含有各种特征合金，在工程材料方面有着广泛应用。含有各种特征合金，在工程材料方面有着广泛应用。I.I.物理性质物理性质物理性质物理性质第第10页页II.II.化学性质化学性质化学性质化学性质过渡元素含有很强配位能力，其原因是：过渡元素含有很强配位能力，其原因是：1.过渡元素价电子轨道多过渡元素价电子轨道多(5个个d轨道，个轨道，个s轨道，轨道，3个个p轨道轨道)。2.空轨道能够接收配体电子对形成空轨道能够接收配体电子对形成配键。配键。3.填满填满d电子对能够与配体形成电子对能够与配体形成d-p反馈键。反馈键。易形成配位化合物易形成配位化合物易形成配位化合物易形成配位化合物第第11页页Ti主要矿物：金红石主要矿物：金红石(TiO2)、钛铁矿、钛铁矿(FeTiO3)。ZrHfZr主要矿物：锆英石主要矿物：锆英石(ZrSiO4)，Hf没有独立矿石，主要与锆共生。没有独立矿石，主要与锆共生。钛冶炼钛冶炼浓硫酸浸浓硫酸浸取钛矿粉取钛矿粉还原除铁还原除铁浸取液水解浸取液水解制制H2TiO3过滤灼烧过滤灼烧制制TiO2氯化制氯化制TiCl4金属还原金属还原金属钛金属钛下面以钛铁矿为下面以钛铁矿为例分析各步反应例分析各步反应一、矿石冶炼一、矿石冶炼第二节第二节 钛分族钛分族第第12页页FeTiO3+3H2SO4Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2SO4TiOSO4+FeSO4+2H2O 在浸取液中加入铁粉使三价铁还原为亚铁离子，在浸取液中加入铁粉使三价铁还原为亚铁离子，然后在冰点下结晶出绿矾，过滤，铁被除去。然后在冰点下结晶出绿矾，过滤，铁被除去。Ti(SO4)2H2OTiOSO4H2SO4TiOSO42H2OH2TiO3H2SO4 H2TiO3 TiO2H2O TiO22C2Cl2TiCl4COTiCl42Mg2MgCl2Ti硫酸浸取反应硫酸浸取反应还原除铁还原除铁将除铁后滤液将除铁后滤液加入热水中水解加入热水中水解灼烧灼烧氯化氯化金属还原金属还原第第13页页二、单质性质二、单质性质 价电子层价电子层 氧化态氧化态 Ti 3d24s2 +3，+4 Zr 4d25s2 +4 Hf 5d26s2 +42Ti+6HCl2TiCl3+3H2 Ti+6HF=H2TiF6+2H2Zr+6HFH2ZrF6+2H2I.价电子构型和氧化态价电子构型和氧化态II.化学性质化学性质不与水、空气、稀酸等反应。钛能与热浓盐酸或热硝酸中，不与水、空气、稀酸等反应。钛能与热浓盐酸或热硝酸中，但但Zr和和Hf则不溶，它们最好溶剂是氢氟酸。则不溶，它们最好溶剂是氢氟酸。第第14页页三、三、钛化合物钛化合物TiO2+6HFH2TiF6+2H2OTiO2+H2SO4TiOSO4+H2OTiO2+BaCO3BaTiO3+CO21.TiO2(俗称钛白俗称钛白)H2TiO3-钛酸不溶于酸、碱钛酸不溶于酸、碱H2TiO3-钛酸显两性，溶于酸、碱钛酸显两性，溶于酸、碱钛白是最白东西，其遮盖性大于锌白，持久性大于铅白，是一钛白是最白东西，其遮盖性大于锌白，持久性大于铅白，是一个高级白色颜料。个高级白色颜料。第第15页页TiCl43H2OH2TiO34HCl发生部分水解：发生部分水解：TiCl4H2OTiOCl22HClTiCl4是无色液体，极易水解。因为是无色液体，极易水解。因为 Ti4+离子电荷高，半径小，极化离子电荷高，半径小，极化力极强，所以在酸性溶液中主要存在力极强，所以在酸性溶液中主要存在TiO2+（钛酰离子）（钛酰离子）2.TiCl4TiO2+检验：检验：TiO2+H2O2TiO(H2O2)2+(弱酸中弱酸中橙黄色，强酸中红色橙黄色，强酸中红色)第第16页页Ti3+为为d1，呈紫色，含有较强还原性，呈紫色，含有较强还原性TiCl3制备制备2TiCl4Zn2TiCl3ZnCl22Ti6HCl2TiCl33H23.TiCl3TiCl3 6H2OTi(H2O)6Cl3 Ti(H2O)5ClCl2H2O第第17页页V V主要矿物主要矿物:绿硫钒矿绿硫钒矿VS2或或V2S5、铅钒矿铅钒矿Pb5(VO4)3ClNbNbTaTaNb:铌铁矿铌铁矿Fe(NbO3)2，Ta:钽铁矿钽铁矿Fe(TaO3)2V2O5+5Ca=5CaO+2V2VCl3+3Mg=3MgCl2+2V 钒主要用途在于冶炼特种钢，用于制造结构钢、弹簧钢、装甲钢钒主要用途在于冶炼特种钢，用于制造结构钢、弹簧钢、装甲钢和钢轨等，是汽车和飞机优良原料钢。和钢轨等，是汽车和飞机优良原料钢。一、存在和冶炼一、存在和冶炼第三节第三节 钒分族钒分族第第18页页 价层电子价层电子 氧化态氧化态 V 3d34s2 +2,+3,+4,+5在常温下均不与空气、水、非氧化性酸和碱等反应。在常温下均不与空气、水、非氧化性酸和碱等反应。可溶于氧化性酸、王水和氢氟酸，可溶于氧化性酸、王水和氢氟酸，Nb，Ta不溶于王水，不溶于王水，可溶于氢氟酸，高温下均与熔碱反应。可溶于氢氟酸，高温下均与熔碱反应。2V+6HF=2VF3+3H2 V+6HNO3=VO(NO3)2+3H2O+4NO2二、单质化学性质二、单质化学性质第第19页页 2NH4VO3=V2O52NH3H2OV2O56NaOH=2Na3VO43H2OV2O5H2SO4(VO2)2SO4H2OV2O56HCl浓浓=2VOCl2Cl23H2O溶液中溶液中V+5总是以总是以VO2+（钒酰离子）形（钒酰离子）形式存在，在浓盐酸中它可氧化式存在，在浓盐酸中它可氧化Cl-离子，离子，在硫酸中生成硫酸钒酰在硫酸中生成硫酸钒酰VO2+Fe2+2H+=VO2+Fe3+H2O2VO2+H2C2O42H+=2VO2+2CO22H2O钒测定可用硫酸钒测定可用硫酸亚铁或草酸铵滴定亚铁或草酸铵滴定三、钒化合物三、钒化合物1.五氧化二钒五氧化二钒制制 备备两性两性氧化性氧化性第第20页页随缩合度增大，颜色加深随缩合度增大，颜色加深VO43-V2O74-V3O93-V10O286-V2O5 VO2+pH13pH8.4pH3pH 2pH=1浅黄浅黄 红棕色红棕色 黄黄无色无色黄黄深红色深红色2Na3VO412HClZn2VOCl2(蓝色蓝色)ZnCl26NaCl6H2ONa3VO48HClZnVCl3(绿色绿色)ZnCl23NaCl4H2O2Na3VO416HCl3Zn2VCl2(紫色紫色)3ZnCl26NaCl8H2O2.钒酸盐和多钒酸盐钒酸盐和多钒酸盐I.钒酸盐缩合反应钒酸盐缩合反应II.低价钒酸盐低价钒酸盐第第21页页3.钒酸盐判别钒酸盐判别VO43-+2H2O2=VO2(O2)23-+2H2O中性中性VO43-+H2O2+6H+=V(O2)3+4H2O强酸性强酸性VO2(O2)23-6H+V(O2)3+H2O22H2O黄色黄色红棕色红棕色黄色黄色红棕色红棕色第第22页页CrCr主要矿物主要矿物:铬铁矿铬铁矿(FeCr2O4)MoMo主要矿物：辉钼矿主要矿物：辉钼矿(MoS2)WW主要矿物：黑钨矿主要矿物：黑钨矿(Fe,Mn)WO4和白钨矿和白钨矿（CaWO4）硬硬度度、密密度度大大，熔熔点点高高，机机械械性性能能强强。铬铬是是金金属属中中硬硬度度最最大大，钨钨是全部金属中熔点最高。如不锈钢就是含铬是全部金属中熔点最高。如不锈钢就是含铬12%12%合金钢。合金钢。一、主要矿物一、主要矿物二、单质性质二、单质性质物理性质物理性质第四节第四节 铬分族铬分族第第23页页 价层电子价层电子 氧化态氧化态 Cr 3d54s1 +2,+3,+6Mo 4d55s1 +2,+3,+4,+5,+6W 5d46s2 +2,+3,+4,+5,+6Cr2HClCrCl2(蓝色蓝色)H24CrCl24HClO24CrCl3(绿色绿色)2H2O2Cr6H2SO4 Cr2(SO4)33SO26H2OMo2HNO3H2MoO42NOII.高温反应高温反应高温下它们都可与高温下它们都可与O2，卤素，硫，氮，碳等反，卤素，硫，氮，碳等反应，反应活性又以铬较强，应，反应活性又以铬较强，钨最弱钨最弱化学性质化学性质I.与酸反应与酸反应铬分族比钒分族性质铬分族比钒分族性质活泼，但都轻易发生钝化活泼，但都轻易发生钝化第第24页页(NH4)2Cr2O7=Cr2O3N24H2O加热加热Cr2O33K2S2O7=3K2SO4Cr2(SO4)3熔融熔融Cr2(SO4)3+6NaOH=2Cr(OH)3+3Na2SO4Cr(OH)3Cr3+CrO2-OH-H+H+OH-Cr2O3H+OH-注意注意:经灼烧后经灼烧后Cr2O3不溶于酸不溶于酸三、铬化合物三、铬化合物1.Cr()化合物化合物制制 备备I.Cr2 2O3 3和和Cr(OH)3 3性质两性性质两性第第25页页CrO2-Cr(OH)3 Cr3+H+H+OH-OH-A Cr2O72-Cr3+1.33 VB CrO42-Cr(OH)3-0.13 V2CrO2-3H2O2OH-2CrO42-4H2O2Cr3+3S2O82-7H2O=Cr2O72-6SO42-14H+Ag+催化催化10Cr3+6MnO4-11H2O=5Cr2O72-6Mn2+22H+加热加热II.铬铬()盐和亚铬酸盐盐和亚铬酸盐第第26页页3d4s4p因为因为Cr3+有有2个空个空d轨轨道，所以它轻易进行道，所以它轻易进行d2sp3杂化形成杂化形成6配位数配位数配合物。配合物。配离子配离子：Cr(H2O)6Cl3；Cr(H2O)5ClCl2H2O；Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O 颜色：颜色：紫色紫色 淡绿色淡绿色 暗绿色暗绿色配离子：配离子：Cr(NH3)3(H2O)33+Cr(NH3)63+颜色颜色：浅红浅红 黄色黄色 III.铬铬()配合物配合物第第27页页重铬酸钾制备重铬酸钾制备铬铁矿铬铁矿碱熔碱熔水浸取水浸取通通CO2调整调整pH除杂除杂滤液酸化滤液酸化复分解复分解结晶结晶K2Cr2O7相关反应式相关反应式FeCr2O48Na2CO37O28Na2CrO4Fe2O38CO2Al(OH)4-+CO2=Al(OH)3+HCO3-SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3+2HCO3-Na2CrO4H2SO4Na2Cr2O7Na2SO4H2ONa2Cr2O72KCl2NaClK2Cr2O72.铬铬()化合物化合物I.铬酸盐和重铬酸盐铬酸盐和重铬酸盐复分解结晶复分解结晶酸化酸化调整调整pH为弱酸性为弱酸性碱碱 熔熔第第28页页CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 黄色黄色 橙红色橙红色H+OH-PbCrO4黄色黄色Ag2CrO4砖红砖红BaCrO4黄色黄色难溶铬酸盐都易溶于稀酸：难溶铬酸盐都易溶于稀酸：2MCrO4+2H+=2M2+H2O+Cr2O72-K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO4=3CH3COOH+2Cr2(SO4)3+2K2SO4+11H2O铬酸盐和重铬酸盐转化铬酸盐和重铬酸盐转化难溶铬酸盐难溶铬酸盐重金属离子铬酸盐溶解度普通比重铬酸盐溶解度小，所以，在重金属离子铬酸盐溶解度普通比重铬酸盐溶解度小，所以，在溶液中总是生成溶液中总是生成MCrO4沉淀沉淀铬酸盐氧化性铬酸盐氧化性第第29页页K2Cr2O7+H2SO4=K2SO4+3CrO3+H2O2CrO32C2H5OHCH3CHOCH3COOHCr2O32H2O在重铬酸盐酸性溶液中，加入少许乙醚和在重铬酸盐酸性溶液中，加入少许乙醚和H2O2溶液，摇溶液，摇荡，乙醚层中展现蓝色，这就是过氧化铬。荡，乙醚层中展现蓝色，这就是过氧化铬。H2O2Cr2O72-+2H+=2CrO(O2)25H2O此反应可用于铬或过氧化氢判定此反应可用于铬或过氧化氢判定II.三氧化铬（三氧化铬（CrO3）III.过氧化铬（过氧化铬（CrO(O2)2）第第30页页Na2WO32HCl=H2WO42NaClH2WO4=WO3H2O 酸化可溶性盐析出钼酸和钨酸为白色沉淀。酸化可溶性盐析出钼酸和钨酸为白色沉淀。CrO3 MoO3 WO3H2CrO4 H2MoO4 H2WO4强酸强酸 酸性减弱酸性减弱 弱酸弱酸 强强 氧化性减弱氧化性减弱 弱弱酸性：酸性：氧化性：氧化性：3.钼和钨化合物钼和钨化合物I.氧化物及含氧酸制备氧化物及含氧酸制备(NH4)2MoO4=MoO3+2NH3+H2OII.酸性和氧化性酸性和氧化性第第31页页制备纯金属制备纯金属 MO33H2=M3H2O （MMo,W）钼蓝和钨蓝反应钼蓝和钨蓝反应2(NH4)2MoO43Zn16HCl=2MoCl3+3ZnCl2+4NH4Cl+8H2O在酸性溶液中，钼酸盐或钨酸盐与还原剂反应生成低价蓝色溶液，在酸性溶液中，钼酸盐或钨酸盐与还原剂反应生成低价蓝色溶液，称为钼蓝或钨蓝。称为钼蓝或钨蓝。溶于强碱溶于强碱或氨水或氨水MO32NaOHNa2MO4 (M=Cr,Mo,W)MO3+2NH3+H2O(NH4)2MO4 (M=Mo,W)第第32页页多多 酸酸由多个含氧酸缩合而成酸称为多酸。由多个含氧酸缩合而成酸称为多酸。同多酸同多酸含氧酸根相同多酸称为同多酸。含氧酸根相同多酸称为同多酸。杂多酸杂多酸含氧酸根不止一个多酸称为杂多酸。含氧酸根不止一个多酸称为杂多酸。多酸盐多酸盐多酸中氢离子被金属离子取代形成盐称为多酸盐。多酸中氢离子被金属离子取代形成盐称为多酸盐。多酸多酸同多酸：同多酸：H2S2O7 H2Cr2O7 H2Mo3O10 杂多酸杂多酸：H4SiMo12O40（十二钼硅酸）（十二钼硅酸）H5BW12O40（十二钨硼酸）（十二钨硼酸）、多酸酸性随缩合程度增大而增强。如：、多酸酸性随缩合程度增大而增强。如：、多酸酸性随缩合程度增大而增强。如：、多酸酸性随缩合程度增大而增强。如：HH2 2S S2 2OO7 7HH2 2SOSO4 4 、缩合酸含有较强稳定性。、缩合酸含有较强稳定性。、缩合酸含有较强稳定性。、缩合酸含有较强稳定性。、含有良好催化性能。、含有良好催化性能。、含有良好催化性能。、含有良好催化性能。同多酸和杂多酸同多酸和杂多酸概念概念性质性质第第33页页Mn软锰矿软锰矿(MnO2xH2O)，黑锰矿，黑锰矿(Mn3O4)，水锰矿水锰矿(MnO(OH)2)和锰结核（海底）。和锰结核（海底）。Tc放射性元素，也是铀裂变产物之一。放射性元素，也是铀裂变产物之一。Re铼没有单独矿物，主要起源于辉钼矿。铼没有单独矿物，主要起源于辉钼矿。软锰矿软锰矿MnO2Mn3O4金属锰金属锰Mn强热分解强热分解铝热法还原铝热法还原3MnO2=Mn3O4+O2 3M3O4+8Al=9Mn+4Al2O3一、主要矿物一、主要矿物第五节第五节 锰分族锰分族第第34页页坚硬坚硬 强韧强韧 耐磨损耐磨损 抗磁化抗磁化 价电子构型价电子构型 主要氧化态主要氧化态Mn 3d54s2 +2,+3.+4.+6,+7Tc 4d65s1 +4,+7Re 5d56s2 +3,+4,+7Mn+2H+Mn2+H23Mn+2O2Mn3O4 锰是比较活泼过渡锰是比较活泼过渡金属，与稀酸反应金属，与稀酸反应放出放出H2，在空气中，在空气中燃烧。燃烧。在高温下与碱共融在高温下与碱共融2Mn+4NaOH+3O2=2Na2MnO4+2H2O熔融熔融二、单质性质二、单质性质锰合金锰合金三、化学性质三、化学性质第第35页页处于最低点氧化态处于最低点氧化态(Mn2+)，是该条件下，是该条件下(pH0)最稳定氧化最稳定氧化态。态。处于最高点氧化态处于最高点氧化态(MnO4-)，是该条件，是该条件下氧化能力最强氧下氧化能力最强氧化态。化态。两种氧化态连线上两种氧化态连线上方中间氧化态不稳方中间氧化态不稳定，下方稳定。定，下方稳定。2Mn3+2H2OMnO24H+Mn2+3MnO42-4H+2MnO4-MnO22H2O 0 1 2 3 4 5 6 7 氧化数氧化数MnMn2+Mn3+MnO2MnO42-MnO4-5004003002001000-100-200G0 kJmol-1图图 锰自由能锰自由能氧化态图（氧化态图（pH=0）歧化反应歧化反应自由能自由能氧化态图意义氧化态图意义第第36页页2MnO2+2H2SO4=2MnSO4+2H2O+O2MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2+H2O(MnO2/Mn2+)=1.23V(MnO2/Mn(OH)2)=-0.05V溶液中结晶出锰盐普通带有结晶水：溶液中结晶出锰盐普通带有结晶水：MnSO4xH2O（x=1，4，5，7），），Mn(NO3)26H2O，MnCl24H2OMn2+2OH-Mn(OH)22Mn(OH)2O22MnO(OH)2(棕褐色棕褐色)MnCO3(白色或粉红色白色或粉红色)MnS(肉色肉色)MnCO3+2H+=Mn2+CO2+H2OMnS+2H+=Mn2+H2S四、锰化合物四、锰化合物1.Mn()化合物化合物I.Mn()盐制备：盐制备：II.Mn()化合物还原性化合物还原性III.难溶盐难溶盐易溶于酸易溶于酸第第37页页MnO2是一个很稳定黑色粉末状晶体，不溶是一个很稳定黑色粉末状晶体，不溶于水，弱酸性，是软锰矿主要成份。于水，弱酸性，是软锰矿主要成份。由由MnO2制备氯气制备氯气MnO2+4HCl(浓浓)=MnCl2+Cl2+2H2O由由MnO2制备锰酸盐制备锰酸盐 碱熔碱熔2MnO26KOHO2=2K2MnO4 碱熔碱熔3MnO2+6KOH+KClO3=3K2MnO4+KCl+3H2O二氧化锰在酸性溶液中是强氧化剂，在碱介质中可作还原剂，在二氧化锰在酸性溶液中是强氧化剂，在碱介质中可作还原剂，在工业上主要用作氧化剂，如制备干电池，制备氯气，玻璃工业用工业上主要用作氧化剂，如制备干电池，制备氯气，玻璃工业用它加入熔融玻璃中除去有色杂质（硫化物和亚铁盐），被称为玻它加入熔融玻璃中除去有色杂质（硫化物和亚铁盐），被称为玻璃漂白剂。璃漂白剂。2.二氧化锰二氧化锰第第38页页 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 氧化数氧化数氧化数氧化数MnMnMnMn2+2+MnMn3+3+MnOMnO2 2MnOMnO4 42-2-MnOMnO4 4-5005004004003003002002001001000 0-100-100-200-200GG0 0 kJmolkJmol-1-1图图图图 锰自由能锰自由能锰自由能锰自由能氧化态图（氧化态图（氧化态图（氧化态图（pH=0pH=0）3MnO42-4H+2MnO4-MnO22H2O第第39页页从锰自由能从锰自由能氧化态图中可看出，锰酸氧化态图中可看出，锰酸盐是不稳定，它只能存在于强碱性溶液盐是不稳定，它只能存在于强碱性溶液中，在酸性或中性中就歧化分解中，在酸性或中性中就歧化分解a.锰酸钾歧化法锰酸钾歧化法3MnO42-4H+2MnO4-MnO22H2Ob.电解氧化法电解氧化法阳极：阳极：2MnO42-2e=2MnO4-阴极：阴极：H2O+2e=H2+2OH-总反应：总反应：2MnO42-2H2O=2MnO4-2OH-H2 KMnO4K2MnO43.锰酸盐和高锰酸盐锰酸盐和高锰酸盐I.I.高锰酸钾制备高锰酸钾制备高锰酸钾制备高锰酸钾制备第第40页页锰酸钾和高锰酸钾都是强氧化剂，高锰酸钾是试验室最惯用氧化锰酸钾和高锰酸钾都是强氧化剂，高锰酸钾是试验室最惯用氧化剂之一，它还原产物与介质剂之一，它还原产物与介质酸碱度酸碱度相关相关碱性：碱性：2KMnO4K2SO32KOH=2K2MnO4K2SO4H2O中性：中性：2MnO4-3SO32-H2O=2MnO23SO42-2OH-酸性：酸性：2MnO4-5SO32-6H+=2Mn2+5SO42-3H2O分析上惯用高锰酸钾作为氧化还原滴定分析氧化剂，用于分析分析上惯用高锰酸钾作为氧化还原滴定分析氧化剂，用于分析Ti3+，VO2+，Fe2+以及过氧化氢，草酸盐等。以及过氧化氢，草酸盐等。2MnO4-5H2C2O46H+=2Mn2+10CO28H2OMnO4-5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O5Ti3+MnO4-+H2O=5TiO2+Mn2+2H+5VO2+MnO4-+H2O=5VO2+Mn2+2H+II.化学性质化学性质强氧化性强氧化性不稳定性不稳定性第第41页页KMnO4不稳定不稳定,久置会慢慢分解久置会慢慢分解,光对分解起光对分解起催化作用催化作用,加热固体分解放出加热固体分解放出O2 4KMnO44H+=4MnO23O22H2O2KMnO4=K2MnO4+MnO2O2想一想想一想:高锰酸高锰酸钾应怎样保留钾应怎样保留?应保留于棕色瓶应保留于棕色瓶中中,存放于避光存放于避光阴凉处阴凉处假如在低温下把高锰酸钾与浓硫酸混合，可得到绿色油状高锰假如在低温下把高锰酸钾与浓硫酸混合，可得到绿色油状高锰酸酐：酸酐：KMnO4+H2SO4=Mn2O7+K2SO4+H2O00七氧化二锰在常温下会发生爆炸分解，必须注意。七氧化二锰在常温下会发生爆炸分解，必须注意。第第42页页