锰化合物主要包括氧化物、氢氧化物和锰盐。一、锰氧化物锰氧化物主要有四氧化三锰(MnO)、二氧化锰(MnO2)、三氧化二锰(mn2o 3)、四氧化三锰(Mn3O4)、四氧化三锰(Mn2O5)、四氧化三锰(Mn03)和高锰酸酐(Mn2O7)，Mn2O5和MnO3不能以游离态存在，只能以亚锰基和锰基的形式存在。自然界中最常见的锰氧化物有软锰矿(MnO2)、软锰矿(mMnO·MnO 2·nH20)、偏锰酸盐(MnO2 nH2O)、软锰矿mMnO MnO2、软锰矿(Mn203)、黑锰矿等。含锰的天然氧化物见表1。
表1含锰的天然氧化物
MnO、mn2o 3、Mn304、MnO2不溶于水，锰的各种氧化态，随着氧化值的增加，其碱度降低，酸度增加。低价的MnO和Mn2O3是碱性的。4价MnO2为中性；高价的MnO 3和Mn 207是酸性的。【接下来】(1)四氧化三锰，又称氧化锰(MnO)，分子量70.94，为草绿色或灰绿色粉末，为碱性氧化物。在空气体中易被氧化，在大气中加热到不同温度，可生成Mn304、Mn203、MnO2 MnO2。常温下不溶于水，易溶于酸生成玫瑰色二价锰盐。水合物和Mn2+盐溶液的玫瑰色是由于[Mn(H2O)6]2+离子的存在。MnO的密度为5.43~5.46g/cm3，硬度为5~6，熔点为1784℃。Mn0主要用于生产硫酸锰，因为生产硫酸锰的主要原料是软锰矿(Mn02)，不溶于稀酸，必须预先还原成MnO。MnO纯度高，重金属离子含量低，可直接用作肥料和饲料添加剂。MnO的工业生产方法主要是在回转窑或反射炉中加碳还原软锰矿粉，也有报道在多层移动炉和流化床炉中生产。除软锰矿外，还可以在隔绝空气体的条件下加热Mn(OH)2和MnCO3来制备。
(2)四氧化三锰(MN304)，在MN304的矿物学中又称为锰铝榴石，分子量为228.82，理论锰含量为72.03%，离子结构为Mn2+[Mn23+]O4，化合物分子式为MnO Mn203，属于四方(正交)晶系，常见尖晶石结构。天然黑锰矿为黑色，熔点为1562℃，密度为4.86克/立方厘米，硬度为5。Mn304不溶于水，溶于稀盐酸生成氯化锰，也能与热的浓硫酸反应生成硫酸锰。mn3o 4+8hc 1 = = 3 MNC 12+4h 20+c12mn 304+6h2s 04 = = 6 MnS 04+6h 20+O2在稀硝酸和稀硫酸中，即使加热至沸腾，也只有部分Mn304溶解。Mn3O4可以通过在空气体中加热MnO、MnO 2、MnO 3到大约950℃来获得。Mn304也可以通过密封、加热和焙烧锰盐如MnS04和MnC03来获得。Mn3O4也可以通过在硫酸锰水溶液中加入铵盐催化剂通空气来制备。在过去的20年中，科学家们研究了许多制备Mn304的方法，但广泛应用的工业生产方法主要是在含铵盐的水溶液中用人空气体氧化电解锰粉的方法，这是我国工业生产中采用的方法。近年来，由硫酸锰水溶液制备三氧化二锰的研究取得了突破性进展，有可能成为与金属锰粉制备三氧化二锰相竞争的新的工业生产工艺。【接下来】(三)三氧化二锰(mn2o 3)mn2o 3在矿物学上被称为褐锰矿，呈褐色，弱碱性。相对分子量为157.88，理论锰含量为69.59%，离子结构式为Mn2+[Mn4+]O3，化合物分子式为MnO Mn02。天然褐锰矿呈棕黑色，密度4.7~4.7g/cm3，硬度6，属四方晶系。当二氧化锰加热到800℃以上时，生成无水二氧化锰。在碱性介质中氧化二价锰(ⅱ)可以得到水合二氧化锰。在水溶液中，由于Mn3+的氧化，难以制备高浓度的三价锰盐。mn3 ++ e-= = = Mn2+φ& # 1256；(Mn3+/Mn2+)= 1.54v(3mol·L-1hc 104)Mn3+有强烈的歧化倾向2mn 3 ++ 2h 20 = = Mn2 ++ Mn02+4h+；当K≈109中有过量的Mn2+和H+离子时，歧化反应变慢。当[H+]> 3mol·L-1时，歧化不明显，在低酸度下发生水解。mn3 ++ H20 = = = mnoh 2 ++ H+；当K≈1 mn2o 3与盐酸反应时，生成氯化锰和四氯化锰:mn2o 3+6h C1 = = = MNC 12+MNC 14+3h 20(四)二氧化锰(MnO2) MnO2在矿物学上称为软锰矿，相对分子量为86.94，理论锰含量为63.19%，密度为5.03g/cm3的黑色斜方晶。图1和图2分别显示了Mn02的等压分解曲线和部分减压Po2和1/T之间的关系。
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MnO2 _ 2是一种两性氧化物，与酸反应生成四价锰盐，在水中易生成水合二氧化锰，用作酸性氧化物时生成亚锰酸盐和软锰矿。Mn02是一种黑色的细晶体。由于产生Mn02的方法不同，存在各种变体，并且每个变体的物理性质也不同。当加热时，MnO2失去氧气，氧气转化为mn2o 3、mn3o 4并最终转化为MnO。对于不同种类的MnO 2，MnO 2转化为Mn203的温度是不同的。然而，各种Mn02变体的同量异位素分解曲线在外观上差别很小，与图1中的曲线相似。Mn02转化成Mn203和其它氧化物，形成各种氧化物的固溶体。当温度超过1350℃时，只有MnO存在。软锰矿的热分解过程可表示如下:
图2显示了各种锰氧化物的平衡压力(1gPo2 ),直线1、2、3和4将该图分成每个相(Mn、MnO、Mn304、Mn203和MnO 2)的稳定区域。六价和七价锰化合物是酸性的，它们分别生成锰酸盐和高锰酸盐。二。氢氧化锰氢氧化锰矿物主要有锰榍石、软锰矿、软锰矿、偏锰矿、恩苏塔矿等。几种最重要的氢氧化物矿物的特性如表2所示。
表2锰的氢氧化物的特性
锰最重要的氢氧化物矿物是软锰矿，即氢氧化锰。二价锰盐与碱反应得到白色的Mn(OH)2沉淀。Mn2++2OH-===Mn(OH)2↓如果用NH3·H2O，特别是溶液中有铵盐时，沉淀会不完全，甚至根本没有沉淀。在空气体中很快被氧化成棕色。它可以用来确定水中溶解氧的含量。在隔绝空气体的情况下，在水中仍能与氧化结合。工业上常用的天然MnO2与SO2反应生成MnSO4和MnS2O6，然后用石灰乳中和得到Mn(OH)2的沉淀。cas2o 6+mnso 4 = = mns2o 6+caso 4 mns2o 6+ca(oh)2 = = Mn(oh)2↓+cas2o 6溶液可循环使用。当氢氧化锰与氢氟酸反应时，生成氟化锰。Mn(OH)2+2HF = = Mn F2+2h2o氢氧化锰与氧化反应生成棕色Mn0(OH)2(水合二氧化锰)。2MN(OH)2+O2 = = 2MN 0(OH)2[下一篇] III。锰盐包括含氧酸盆、发锰酸盐、发锰酸盐等。主要的锰盐有70多种，其中80%以上是无机盐。(1)二价锰盐。二价锰的强酸盐都溶于水。含结晶水的锰盐是从水溶液中结晶出来的红色晶体，如MnS04 7H20、MNC L2·4h2o、Mn(NO3)2·6h 20、Mn(C104)2·6H2O等。在这些水合锰盐中，二价锰盐与碱液反应时有微红的[Mn (H2H2O]，出现白色胶体沉淀，Mn(OH)2在空气体中不稳定。二氧化锰。Mn2 ++ 20h-= = Mn(OH)22MN(OH)2+O2 = = = 2mn 0(OH)2棕色在酸性溶液中，Mn2+(3d5)比同期其他元素的二价离子更稳定，如Cr2+(d4)、Fe2+(d6)等。只有强氧化剂，如nabio3、Pb02、(NH4)2S208能把Mn2+氧化成高锰酸盐(Mn04-). 2 Mn2 ++ 14h ++ 5 Nabi O3 = = 2 MnO-4+5bi 3 ++ 5na ++ 7h 202 Mn2 ++ 5s 2082-+8h 20 = = 2mn 0-4+10s 042-+5na ++ 16h+常见的可溶性二价锰盐，上述的卤化物、硫酸盐等强酸盐除外。锰溶于醋酸形成醋酸盐:Mn+2ch3cooh = = Mn (CH3C00) 2+H2易溶盐，从水中结晶出来时，大多含有不同量的结晶水，如MnCl2 nH20，n=4，6 n = 4，6；MnS04 nH20，n=1，4，5，7；Mn(NO3)2nh 20，n=3，6；Mn (CH3C00) 2 NH20，n = 4。结晶水的量与结晶温度有关，如Mncl2 4h2o在58℃以上结晶，MnCl2 6H2O在58℃以下结晶。结晶温度越低，结晶水越多。如MnSO4在27℃以上时，结晶水随温度升高而减少，MnSO4 4H2O可在100℃左右结晶，MnSO4 4H2O可在26℃结晶，MnSO4 7H2O可在9℃结晶。
在硫酸存在下，硫酸锰的溶解度显著降低。例如，当溶液在25℃含40.8%H2SO4时，MnSO4的溶解度为3.8%；当溶液含62%H2SO4时，MnSO4的溶解度为0.5%；当H2SO4浓度低于62%时，固相为硫酸锰H2SO4；当硫酸浓度高于62%时，固相为硫酸锰。当硫酸浓度较高，温度降低时，析出的固相为失酸盐mnso 4·h2so 4·H2O。120~200℃时MnSO4在水中的溶解度如图3所示。
由于Mn2+在碱性溶液中容易被空气体中的氧气氧化成MnO(OH)2，所以Mn2+的可溶性强酸盐是稳定的，因为弱酸盐水解后是碱性的。如果需要制备盐Mn (II)盐，水溶液的pH不应大于7。在所有可溶性二价锰盐中，硫酸锰最稳定，硫化锰、碳酸锰和磷酸锰不溶于水。【下篇】(二)锰酸盐虽然人类至今没有生产出锰酸，但其盐类种类繁多。将MnO2与NaOH或KOH混合并置于空气体中，或者加入一些氧化剂如KN03。KC103等。溶解在一起得到锰酸盐:2mn 02+4k oh+O2 = = 2k 2mn 04+2h2o锰酸盐也可以通过高锰酸盐和碱的作用得到:4mn 0-4+40h-= = 4mn 042-+2h2o+O2。上述反应可通过电解氧化或与氯气反应而逆转:2mn 042-+c12 = = 2mn 04-+2 C1-锰酸盐仅在强碱溶液中稳定。在中性、弱碱性或弱酸性溶液中，即使是弱碳酸也按下式歧化:3mn 042-+4h+= = = 2mn 04-+MnO 2+2h20k≈1058。所以不能用酸化锰酸盐制成。锰盐是强氧化剂，它们很容易转化成高锰酸盐。㈢高锰酸盐。高锰酸盐是一种强氧化剂，极不稳定，0℃以上就会爆炸。所以现实生活中很少使用高锰酸盐，而是用它的盐来代替。在高锰酸盐的工业生产中，首先将MnO2转化为六价锰盐，然后进行电解氧化。KMnO4和k2Cr2O7一样，是一种强氧化剂。以K2Cr2O7为氧化剂时，还原产物始终是Cr3+。但KMn04的氧化能力和还原产物因介质的pH值不同而不同，这可以通过电位图中的相关电位值表现出来。一般来说，它在酸性溶液中的氧化能力比在中性或碱性溶液中强得多，能定量氧化许多物质。当用KMn04作氧化剂时，在酸性介质中还原产物为Mn2+，在中性溶液中为Mn02，在碱性溶液中为K2Mn04。KMn04的颜色为深紫色，外观几乎是黑色的菱形晶体。饱和溶液在0℃时含2.75%高锰酸钾，在20℃时含6%，在65℃时含20.0%。当冷却时，浓度低于41.4%的NaMn04溶液结晶成冰，熔点为68.7℃的NaMn04 3H20结晶在41.4%-75.2%之间。含有MnO42-离子的化合物是绿色的。当高锰酸钾在18℃下被KC1溶液(0.9 ~ 13.8mol·L-1)还原时，速率趋于零。在这个阶段，光和紫外线可以加速还原反应，而氧气会减缓反应。当KMn04被加热到200℃以上时，它会分解并失去氧气。反应式为2 kmn 04 = = k2mno 4+MnO 2+02，也可按下式反应:3kmn04 = = k3mn04+2mmn02+202kmn04和H2SO4在低温下能产生高锰价。氧化物Mn2O7。这是一种有特殊气味的油状液体，在反射光下呈绿色，在透射光下呈深蓝色。其熔点为5.9℃，20℃时的密度为2.396g/cm3。在55℃时开始分解成α-mn2o 3和O2，并迅速升温。在90℃左右爆炸，起爆速度约400 m/s，与湿空气相反应时，Mn207分解成Mn02，放出O2和O3；但在没有潮湿空气体时，可以在-10℃的密闭容器中长期保存。Mn207是一种强氧化剂，例如，它可以将NaCl和Nal氧化成NaC1O3和NaIO3。