二氧化锰见光分解成什么

二氧化锰见光分解成什么,第1张

二氧化锰 MnO2

二氧化锰的骨架结构是[MnO6 ]八面体, 氧原子在八面体角顶上, 锰原子在八面体中, [MnO6]八面体共棱连接形成单链或双链, 这些链和其它链共顶,形成空隙的隧道结构,八面体或成六方密堆积, 或成立方密堆积[1]。

一种两性氧化物.它是一种常温下非常稳定的黑色或棕色粉末状固体 为软锰矿的主要成分,密度5.0g/cm3 不溶于水,是最重要的一种锰的氧化物。氧化锰粉尘可引起人的锰尘肺。高价锰氧化物,不论侵入机体的途径,其毒性作用对大脑有损伤。

遇还原剂时,表现为氧化性。如将二氧化锰放到氢气流中加热至1400K得到一氧化锰;将二氧化锰放在氨气流中加热,得到棕黑色的三氧化二锰;将二氧化锰跟浓盐酸反应,则得到二氯化锰和氯气。

遇强氧化剂时,还表现为还原性。如将二氧化锰,碳酸钾和硝酸钾或氯酸钾混合熔融,可得到暗绿色熔体,将熔体溶于水冷却可得六价锰的化合物锰酸钾。在酸件介质中是一种强氧化剂。

大量用于炼钢,并用于制玻璃,陶瓷,搪瓷,干电池以及用作催化剂等

可作为干电池的去极化剂。存实验室常利用它的氧化性,与浓盐酸(HCl)混合加热制备氯气(Cl2):

MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O

另也可作为催化剂与过氧化氢、氯酸钾等反应产生氧气。

通过加热高锰酸钾可以制得。

做催化剂与氯酸钾反应时并不是单纯的催化,而是会与原物质反应,最后又生成了二氧化锰

二氧化锰不能和稀盐酸反应.浓盐酸中H+和Cl-的浓度大,还原性强,在加热条件下能被MnO2氧化,生成Cl2;随反应进行,H+和Cl-的浓度逐渐减小,还原性逐渐减弱,当达到一定程度时,MnO2就不可以氧化Cl-了。因此二氧化锰和稀盐酸不会反应。在热浓硫酸中放出氧而成硫酸锰。与苛性钠和氧化剂共熔生成锰酸盐。能溶于丙酮

用于有机物的合成:

二氧化锰在有机化学之中十分有用。被用于氧化物的二氧化锰的形态不一,因为二氧化锰有多个结晶形态,化学式方面可以写成MnO2-x(H2O)n,其中x介乎0至0.5之间,而n可以大于0。二氧化锰可在不同pH下的高锰酸钾(KMnO4)和硫酸锰(MnSO4)的反应之中产生。啡色的二氧化锰沈淀物很干和很活跃。最有效的有机溶剂包括芳香性物质、氯化碳、醚、四氢呋喃和酯类等。

其中一个二氧化锰专用的化学反应是将醇类转化为酮类。即使该醇类中有双键,也不会被二氧化锰所氧化:

cis-RCH=CHCH2OH + MnO2 → cis-RCH=CHCHO + H2O + MnO

当中的产物即使有多活跃也不会再被氧化。二醇类可被二氧化锰氧化为二酮。其他二氧化锰的反应极之多,可用在氧化出胺、芳香物和三醇等。

其他用途举例如下:

二氧化锰亦可以用做过氧化氢(H2O2)的分解。其催化效果如下:

2H2O2 + 2MnO2 = 2MnO3 + 2H2O

2MnO3 = 2MnO2 + O2↑

二氧化锰也被用作颜料、有色玻璃等。

层状二氧化锰(δ-MnO2)的每个正八面体整齐的排列在层板上的结构,其分子组成具有如下通式:AxMn2+y(H2O)z[2] 。由于晶层内的八面体片有广泛的类质同象替代, 从而使晶层带净负电荷。因此,水合阳离 子(Na + 、K+ 、Ca2 + 、Mg2 + ) 可以占据层间域以补偿这种负电荷。

所以说MnO2在常温光照条件下不分解

分子结构

是[MnO₂]八面体, 氧原子在八面体角顶上, 锰原子在八面体中, [MnO₂]八面体共棱连接形成单链或双链, 这些链和其它链共顶,形成空隙的隧道结构,八面体或成六方密堆积, 或成立方密堆积[1]。

氧化性

一种两性氧化物: 遇还原剂时,表现为氧化性。如将二氧化锰放到氢气流中加热至1400K得到一氧化锰;将二氧化锰放在氨气流中加热,得到棕黑色的三氧化二锰;将二氧化锰跟浓盐酸反应,则得到l氯化锰、氯气和水。 遇强氧化剂时,还表现为还原性。如将二氧化锰,碳酸钾和硝酸钾或氯酸钾混合熔融,可得到暗绿色熔体,将熔体溶于水冷却可得六价锰的化合物锰酸钾。在酸件介质中是一种强氧化剂。 强氧化剂,本身不燃烧,但助燃,不要和易燃物放置一起。

编辑本段用途

二氧化锰在干电池中作消极剂;在有色金属湿法冶金、氢醌(对苯二酸)生产、铀的提炼上作氧化剂;在陶瓷和搪瓷生产中作氧化剂和釉色;在玻璃生产中用于消除杂色和制作装饰玻璃。化学工业上生产硫酸锰、高锰酸钾、碳酸锰、氯化锰、硝酸锰、一氧化锰等,是化学试剂、医药、焊接、油漆、合成工业等的重要原料。 在实验室常利用它的氧化性,与浓盐酸(HCl)混合加热制备氯气(Cl₂): MnO₂+ 4HCl(浓) ==Δ== MnCl₂+ Cl₂↑ + 2H₂O 另也可作为催化剂与过氧化氢、氯酸钾等反应产生氧气。 通过加热高锰酸钾可以制得。 做催化剂与氯酸钾反应时并不是单纯的催化,而是会与原物质反应,最后又生成了二氧化锰。反应过程中可能生成了高锰酸钾和氯气 二氧化锰不能和稀盐酸反应.浓盐酸中H+和Cl-的浓度大,还原性强,在加热条件下能被MnO₂氧化,生成Cl₂;随反应进行,H+和Cl-的浓度逐渐减小,还原性逐渐减弱,当达到一定程度时,MnO₂就不可以氧化Cl-了。因此二氧化锰和稀盐酸不会反应。在热浓硫酸中放出氧而成硫酸锰。与苛性钠和氧化剂共熔生成锰酸盐。能溶于丙酮

有机物的合成

二氧化锰在有机化学之中十分有用。被用于氧化物的二氧化锰的形态不一,因为二氧化锰有多个结晶形态,化学式方面可以写成MnO₂-x(H₂O)n,其中x介乎0至0.5之间,而n可以大于0。二氧化锰可在不同pH下的高锰酸钾(KMnO₄)和硫酸锰(MnSO₄)的反应之中产生。啡色的二氧化锰沉淀物很干和很活跃。最有效的有机溶剂包括芳香性物质、氯化碳、醚、四氢呋喃和酯类等。 其中一个二氧化锰专用的化学反应是将醇类转化为酮类。即使该醇类中有双键,也不会被二氧化锰所氧化: cis-RCH=CHCH₂OH + MnO₂ → cis-RCH=CHCHO + H₂O + MnO 当中的产物即使有多活跃也不会再被氧化。二醇类可被二氧化锰氧化为二酮。其他二氧化锰的反应极之多,可用在氧化出胺、芳香物和三醇等。

其他用途

二氧化锰亦可以用做过氧化氢(H₂O₂)的分解。其催化效果如下: 2H₂O₂==MnO₂== 2H₂O + O₂↑ 2MnO₃==== 2MnO₂+ O₂↑ 二氧化锰也可与铝发生铝热反应制得锰。 二氧化锰也被用作颜料、有色玻璃等。 层状二氧化锰(δ-MnO₂)的每个正八面体整齐的排列在层板上的结构,其分子组成具有如下通式:AxMn2+y(H₂O)z[2] 。由于晶层内的八面体片有广泛的类质同象替代, 从而使晶层带净负电荷。因此,水合阳离子(Na + 、K+ 、Ca2 + 、Mg2 + ) 可以占据层间域以补偿这种负电荷。 二氧化锰的性质: 1.与浓硫酸反应有氧气生成 2.与浓盐酸反应有氯气生成 3.与熔融苛性钾在空气中反应生成锰酸钾(K₂MnO₄) 4.用于干电池、玻璃和陶瓷的着色剂、制锰等。

(1)反应①的平衡常数表达式K1=
C2(CO2)
C(O2)
,K1与反应②、③的平衡常数K2、K3关系为:①为方程②的系扩大2倍后与③之和所以K1=K22×K3,故答案为:
C2(CO2)
C(O2)
;K1=K22×K3;

(2)反应③在低温下能,只有△H<0,△G<0反应自发,故答案为:<;

(3)由图2分析,在350℃左右碳酸锰转化率比较高,由图3可知水分含量的30%左右碳酸锰转化率比较高(或20%-40%都正确),故答案为:350℃(或325-375℃都正确);30%(或20%-40%都正确);

(4)对反应2MnCO3+O2═2MnO2+2CO2正反应是气体体积缩小的反应,所以增大压强平衡逆向转化率变小,所以图为(在原实线下即可),故答案为:;

(5)阳极发生氧化反应,锰由+2价变成+4价,电极反应为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+,产生大量的氢离子,电解后溶液的pH将减小,故答案为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;   减小.


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