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)

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

3Mn⁰  + 2N⁵⁺ = 3Mn²⁺ + 2N²⁺

Молекулярное уравнение реакции:

3Mn  + 8HNO₃  = 3Mn(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O;

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

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

3Re⁰  + 7N⁵⁺ = 3Re²⁺ + 7N²⁺

Молекулярное уравнение реакции:

3Re  + 7HNO₃  = 3HReO₄ + 7NO + 2H₂O

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:

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

2Mn⁶⁺  + Сl₂⁰  = 2Mn⁷⁺ + 2Cl^—

Молекулярное уравнение реакции:

2K₂MnO₄  + Cl₂  = 2KMnO₄ + 2KCl.

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 Mn²⁺); 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:

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

2Mn⁷⁺  + 3N³⁺  = 2Mn⁴⁺ + 3N⁵⁺

Молекулярное уравнение реакции:

2KMnO₄  + 3KNO₂ + H₂O  = 2MnO₂↓ + 3KNO₃ + 2KOH.

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:

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

3Mn⁴⁺  + Сl⁵⁺  = 3Mn⁶⁺ + Cl^—

Молекулярное уравнение реакции:

3MnO₂  + KClO₃ + 6KOH  = 3K₂MnO₄ + KCl + 3H₂O

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.

Уравнения реакций:

а)МnО₂ + КI + Н2SO₄ = 

 Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

Mn⁴⁺  + 2I^—  = Mn²⁺ + I₂⁰

Молекулярное уравнение реакции:

MnO₂  + 2KI + 2H₂SO₄  = MnSO₄ + K₂SO₄ + I₂ + 2H₂O

б)МnO₂ + КNO₃ + КОН = .

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

Mn⁴⁺  + N⁵⁺  = Mn⁶⁺ + N³⁺

Молекулярное уравнение реакции:

3MnO₂  + KNO₃ + 2KOH  = K₂MnO₄ + KNO₂ + H₂O

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

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

Mn⁴⁺  + 2Cl^—  = Mn²⁺ + Cl₂⁰

Молекулярное уравнение реакции:

MnO₂  + 2KCl + 2H₂SO₄  = MnSO₄ + K₂SO₄ + Cl₂ + 2H₂O