Уравнение реакции марганца с разбавленной азотной кислотой

Марганец

Ма́рганец — элемент побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 25. Обозначается символом Mn (лат. Manganum , ма́нганум, в составе формул по-русски читается как марганец, например, KMnO₄ — калий марганец о четыре). Простое вещество марганец — металл серебристо-белого цвета. Наряду с железом и его сплавами относится к чёрным металлам. Известны пять аллотропных модификаций марганца — четыре с кубической и одна с тетрагональной кристаллической решёткой.

Минералы марганца

• пиролюзит MnO₂·xH₂O, самый распространённый минерал (содержит 63,2 % марганца);
• манганит (бурая марганцевая руда) MnO(OH) (62,5 % марганца);
• браунит 3Mn₂O₃·MnSiO₃ (69,5 % марганца);
• гаусманит (Mn II Mn₂ III )O₄;
• родохрозит (марганцевый шпат, малиновый шпат) MnCO₃ (47,8 % марганца);
• псиломелан mMnO • MnO₂ • nH₂O (45-60 % марганца);
• пурпурит Mn 3+ [PO₄], (36,65 % марганца).

Химические свойства:

Характерные степени окисления марганца: 0, +2, +3, +4, +6, +7 (степени окисления +1, +5 малохарактерны).

При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде:

Марганец при нагревании разлагает воду, вытесняя водород:

При этом слой образующегося гидроксида марганца замедляет реакцию.

Марганец поглощает водород, с повышением температуры его растворимость в марганце увеличивается. При температуре выше 1200 °C взаимодействует с азотом, образуя различные по составу нитриды.

Углерод реагирует с расплавленным марганцем, образуя карбиды Mn₃C и другие. Образует также силициды, бориды, фосфиды.

C соляной и серной кислотами реагирует по уравнению:

С концентрированной серной кислотой реакция идёт по уравнению:

С разбавленной азотной кислотой реакция идёт по уравнению:

В щелочном растворе марганец устойчив.

Марганец образует следующие оксиды: MnO, Mn₂O₃, MnO₂, MnO₃ (не выделен в свободном состоянии) и марганцевый ангидрид Mn₂O₇.

Mn₂O₇ в обычных условиях жидкое маслянистое вещество тёмно-зелёного цвета, очень неустойчивое; в смеси с концентрированной серной кислотой воспламеняет органические вещества. При 90 °C Mn₂O₇ разлагается со взрывом. Наиболее устойчивы оксиды Mn₂O₃ и MnO₂, а также комбинированный оксид Mn₃O₄ (2MnO·MnO₂, или соль Mn₂MnO₄).

При сплавлении оксида марганца (IV) (пиролюзит) со щелочами в присутствии кислорода образуются манганаты:

Раствор манганата имеет тёмно-зелёный цвет. При подкислении протекает реакция:

Раствор окрашивается в малиновый цвет из-за появления аниона MnO₄ − , и из него выпадает коричневый осадок оксида-гидроксида марганца (IV).

Марганцевая кислота очень сильная, но неустойчивая, её невозможно сконцентрировать более, чем до 20 %. Сама кислота и её соли (перманганаты) — сильные окислители. Например, перманганат калия в зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. В кислой среде — до соединений марганца (II), в нейтральной — до соединений марганца (IV), в сильно щелочной — до соединений марганца (VI).

При прокаливании перманганаты разлагаются с выделением кислорода (один из лабораторных способов получения чистого кислорода). Реакция идёт по уравнению (на примере перманганата калия):

Под действием сильных окислителей ион Mn 2+ переходит в ион MnO₄ − :

Эта реакция используется для качественного определения Mn 2+

При подщелачивании растворов солей Mn (II) из них выпадает осадок гидроксида марганца (II), быстро буреющий на воздухе в результате окисления.

Соли MnCl₃, Mn₂(SO₄)₃ неустойчивы. Гидроксиды Mn(OH)₂ и Mn(OH)₃ имеют основный характер, MnO(OH)₂ — амфотерный. Хлорид марганца (IV) MnCl₄ очень неустойчив, разлагается при нагревании, чем пользуются для получения хлора:

Химические свойства марганца

Задание 417
Марганец окисляется азотной кислотой до низшей степени окисления, а рений приобретает высшую степень окисления. Какие соединения при этом получаются? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
Решение:
а) Марганец взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитрата марганца (II) оксида азота (II)

3Mn 0 + 2N 5+ = 3Mn 2+ + 2N 2+

б) Рений окисляется азотной кислотой до высшей степени окисления. При этом образуются рениевая кислота HReO₄ и оксид азота (II) NO:

3Re 0 + 7N 5+ = 3Re 2+ + 7N 2+

Задание 418
Хлор окисляет манганат калия К₂MnO₄. Какое соединение при этом получается? Как меняется окраска раствора в результате этой реакции? Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции.
Решение:
При окислении хлором манганата калия образуются перманганат калия и хлорид калия:

2Mn 6+ + Сl₂ 0 = 2Mn 7+ + 2Cl —

Манганат-ионы MnO₄ 2- окрашивают раствор в ярко-зелёный цвет, перманганат-ионы MnO₄ — в красно-фиолетовый. Поэтому при окислении манганата калия хлором раствор изменяет окраску с ярко-зелёного на красно-фиолетовый цвет.

Задание 419
Как меняется степень окисления марганца при восстановлении КМпО₄ в кислой, нейтральной и щелочной средах? Составьте электронные и молекулярное уравнения реакций между КМпО₄ и KNO₂ в нейтральной среде.
Решение:
Степень окисления марганца при восстановлении КМпО₄ в кислой, нейтральной и щелочной средах меняется следующим образом: в кислой среде марганец уменьшает свою степень окисления от +7 до +2 (перманганат-ион MnO₄ — превращается в ион Mn 2+ ); в нейтральной среде марганец уменьшает свою степень окисления от +7 до +4 (ион MnO4- восстанавливается до MnO₂); в щелочной среде марганец уменьшает свою степень окисления от +7 до +6 (ион MnO₄ — превращается в ион MnO₄ 2- ).

Электронные и молекулярное уравнения реакций между КМпО₄ и KNO₂ в нейтральной среде:

2Mn 7+ + 3N 3+ = 2Mn 4+ + 3N 5+

Задание 420
На основании электронных уравнений составьте уравнение реакции получения манганата калия K₂MnO₄ сплавлением оксида марганца (IV) с хлоратом калия КСlО₃ в присутствии гидроксида калия. Окислитель восстанавливается максимально, приобретая низшую степень окисления.
Решение:
При сплавлении MnO₂ со щёлочью ) с хлоратом калия КСlО₃ в присутствии гидроксида калия образуются манганат калия, хлорид калия и вода:

3Mn 4+ + Сl 5+ = 3Mn 6+ + Cl —

Задание 421
Почему оксид марганца (IV) может проявлять и окислительные, и восстанвительные свойства? Исходя из электронных уравнений, составьте уравнения реакций:
а)МnО₂ + КI + Н₂SO₄ = ; б)МnO₂ + КNO₃ + КОН = .
Решение:
Марганец в MnO₂ находится в своей промежуточной степени окисления +4, поэтому в окислительно-восстановительных реакциях атом марганца в оксиде марганца (IV) может как увеличивать свою степень окисления, т.е. проявлять свойства восстановителя, так и уменьшать свою степень окисления – проявлять свойства окислителя.

а)МnО₂ + КI + Н2SO₄ =

Mn 4+ + 2I — = Mn 2+ + I₂ 0

б)МnO₂ + КNO₃ + КОН = .

Mn 4+ + N 5+ = Mn 6+ + N 3+

Задание 422
Для получения хлора в лаборатории смешивают оксид марганца (IV) с хлоридом натрия в присутствии концентрированной серной кислоты. Составьте электронные и молекулярное уравнения этой реакции.
Решение:

Уравнение реакции получения хлора в лаборатории

Марганец рас­тво­ри­ли в раз­бав­лен­ной азотной кислоте. Об­ра­зо­вав­ший­ся раствор выпарили, и по­лу­чен­ное вещество про­ка­ли­ли — в га­зо­вой фазе было по­лу­че­но

Ваш ответ

решение вопроса

Похожие вопросы

• Все категории
• экономические 43,299
• гуманитарные 33,630
• юридические 17,900
• школьный раздел 607,256
• разное 16,836

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.