☰ Содержание · Химия

Марганец

Уроки 35 · 1 урок · И.Р. Аскаров, К. Гопиров, Н.Х. Тухтабоев. Химия, 9 класс, переработанное 4-е издание. НМИУ «O‘zbekiston», Ташкент, 2019
35

Марганец: положение, строение атома и некоторые свойства

Учебник: с. 152–157
ЦельЗнать положение, строение атома и свойства марганца, его оксиды, окислительные свойства перманганата калия и применение.
Новые слова
марганец · marganesпиролюзит · piroluzitперманганат · permanganatсреда · muhit
Объяснение

Марганец находится в 4-м периоде, побочной подгруппе VII группы (VII B) (Z = 25), конфигурация [Ar] 3d⁵ 4s²; его устойчивые степени окисления +2, +4, +7. Главная руда — пиролюзит MnO₂. Металл получают восстановлением оксидов кремнием или алюминием: 3Mn₃O₄ + 8Al → 9Mn + 4Al₂O₃. Марганец — серебристый твёрдый металл, покрытый тонкой оксидной плёнкой; при нагревании с водой Mn + 2H₂O → Mn(OH)₂ + H₂↑, с разбавленными кислотами он выделяет водород: Mn + 2HCl → MnCl₂ + H₂↑, а с концентрированной H₂SO₄ образуется SO₂. Характер оксидов меняется со степенью окисления: MnO и Mn₂O₃ — основные, MnO₂ — амфотерный, Mn₂O₇ — кислотный. Перманганат калия KMnO₄ — тёмно-фиолетово-красные кристаллы и сильный окислитель; Mn⁷⁺ восстанавливается по-разному в зависимости от среды: в кислой среде до Mn²⁺ (почти бесцветный), в нейтральной до MnO₂ (бурый осадок), в щелочной до MnO₄²⁻ (зелёный). Например: 2KMnO₄ + 5K₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 6K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O. При нагревании KMnO₄ разлагается с выделением кислорода: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑. Марганец добавляют в сталь и сплавы; разбавленный раствор KMnO₄ применяют в медицине как дезинфицирующее средство, а MnSO₄ — как микроудобрение.

Примеры
2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑: 316 г (2 моль) KMnO₄ выделяют 32 г O₂; 632 г выделяют 64 г.
Электронный баланс: Mn⁷⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ (окислитель), S⁴⁺ → S⁶⁺ + 2e⁻ (восстановитель). Чтобы уравнять число электронов, нужно 2 Mn и 5 S: 2 · 5 = 5 · 2 = 10.
Работа в классе

Составьте таблицу: «Среда» (кислая, нейтральная, щелочная), «Продукт восстановления KMnO₄», «Цвет». KMnO₄ — сильный окислитель: смешивание его с горючими веществами (сахар, глицерин, спирт) создаёт опасность пожара или взрыва. Опыты с раствором KMnO₄ проводит учитель; для медицинского применения следуйте только совету врача.

Упражнения
1
Запишите оксиды марганца для степеней окисления +2, +4 и +7 и их характер.
2
Сколько граммов O₂ выделяется при нагревании 632 г KMnO₄? (M(KMnO₄) = 158)
3
Сколько граммов Cl₂ образуется при действии HCl на 174 г MnO₂? (MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O; M(MnO₂) = 87, M(Cl₂) = 71)
4
Почему подкисленный раствор KMnO₄ теряет окраску?