锰的化合物有哪些
一、锰的氧化物
锰的氧化物主要有一氧化锰(MnO)、二氧化锰(MnO
2)、三氧化二锰(Mn
2
3
)、
四氧化三锰(Mn
3O
4
)
、亚锰酸酐(Mn
2
O
5
)、锰酸酐(Mn0
3
)和高锰酐(Mn
2
O
7
).Mn
2
O
5
和MnO
3
不能以游离状态存在，只能以亚锰基和锰酸基形式存在。
2
)、硬锰矿
(mMnO·MnO
2·nH
2
0)、偏锰酸矿(MnO
2
·nH
2
O)、水锰矿[MnO
2
·Mn(OH)
2
]、褐锰矿(Mn
2
3
)、
黑锰矿等。含锰天然氧化物见表1。二维液相谱
表1
MnO,Mn
20
3
,Mn
3
4
,MnO
2
等不溶于水，锰的各种氧化态，随氧化价的升高，
碱性减弱，酸性增强，低价的MnO,Mn
2O
3
属碱性;4价的MnO
2
属中性；高价的
MnO
3,Mn
2
7
为酸性。
(一)一氧化锰
一氧化锰又称为氧化亚锰(MnO)，分子量70.94，呈草绿或灰绿粉末，
为碱性氧化物，在空气中易氧化，在大气中加热至不同温度时可以生成 Mn
30
4
,Mn
2
3
,MnO
2
.常温下不溶于水，易溶于酸而生成玫瑰的二价锰盐。结晶水
合物和Mn2+盐溶液的玫瑰是因为存在[Mn(H
20)
6
]2+离子的缘故。
MnO密度为5.43~5.46g/cm3，硬度为5~6，熔点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
(Mn0
2),MnO
2
不溶于稀酸，必须预先还原成MnO。
纯度较高和重金属离子含量低的MnO可直接用于作肥料和饲料添加剂。
工业上生产MnO的方法主要是在回转窑内或反射炉内加碳还原软锰矿粉
制得，也有报导可在多层移动炉、沸腾炉内生产。除采用软锰矿外还可用Mn(OH)
2
和MnCO
3
在隔绝空气条件下加热制得。
(二)四氧化三锰(Mn
30 4 )
Mn
30
4
矿物学中又称之为黑锰矿，分子量228.82，理论含锰量72.03%，离子
电容器串联
结构为Mn2+[Mn
23+]O
4
，复合分子式为MnO·Mn
2
3
，属四方(斜方)晶系，是普通尖晶石
结构。天然黑锰矿颜为黑，熔点1562℃，密度4.86g/cm3，硬度为5.
Mn
30
4
不溶于水，溶于稀盐酸中生成氯化锰，也可与热浓硫酸反应生成硫
酸锰。
Mn
3O
4
+8HC1===3
MnC1
2+4H
2
0+C1
2
2Mn
3
4
+6H
2
S0
4
===6
MnS0
4+6H
2
0+O
2
在稀硝酸和稀硫酸中，即使加热至沸腾时也只有部分Mn
3
4
溶解。
将MnO,Mn0
2, Mn
2
3
在空气中加热至950℃左右均可得到Mn
3
O
4
。
将MnS0
4，MnC0
3
等锰盐密闭加热焙烧也可得到Mn
3
滚筒电机4
。
在硫酸锰水溶液中加入铵盐催化剂通空气同样可制得Mn
3O
4。
近20年来，科学工作者研究了许多制取Mn
30
4
的方法，但是，广泛应用
于工业上的生产方法主要是采用在含铵盐的水溶液中使电解金属锰粉通人空气
氧化的方法，我国的工业生产均采用此法。近年来，从硫酸锰水溶液中制取Mn
30 4
的研究取得了突破性进展，很有可能成为一种与用金属锰粉生产Mn
30
4
相竞争的
工业生产新工艺。
(三)三氧化二锰(Mn
20 3 )
Mn
20
3
矿物学中称褐锰矿，呈褐，呈弱碱性。相对分子量为157.88，理
论含锰量69.59%，离子结构式为Mn2+[Mn4+]O
3，复合分子式为MnO·Mn0
2
.天然褐锰
矿为褐黑，密度为4.7~4.7g/cm3，硬度为6，属正方晶系。
无水Mn
20
3
是由Mn0
2
加热至800℃以上时生成的。水合Mn
2
3
可在碱性介
质条件下氧化二价锰(Ⅱ)得到。
在水溶液中，由于Mn3+的氧化性而不易制得高浓度三价锰盐。
Mn3++ e-===Mn2+
φӨ(Mn3+/Mn2+)＝
1.54V(3mol·L-1HC10
4
）
Mn3+有强烈的歧化倾向
2Mn3++2H
20===Mn2++Mn0
2
+4H
+;K≈109
当有过量Mn2+和H+离子存在时，歧化反应减慢.[H+]＞3mol·L-1时，歧化作用不明显，酸度低时还水解。
Mn3++H
2
0===MnOH2++H+;
K≈1
Mn
20
3
与盐酸作用时，生成氯化锰与四氯化锰：
Mn
2
3
+6HC1===MnC1
2
+MnC
l 4+3H
2
(四)二氧化锰(MnO
2
)
MnO
2
矿物学中称为软锰矿，相对分子量86.94，理论含锰量63.19%，黑
斜方晶体，密度5.03g/cm3，不溶于水。图1与图2分别表示Mn0
2
的等压分解
曲线与分解压Po
2
与1/T的关系。
MnO
2
是两性氧化物，它与酸作用生成四价锰盐，在水中易生成水合二氧
化锰，作酸性氧化物时则生成亚锰酸盐、水锰矿。Mn0
2
是细晶物，呈黑。由于
生成Mn0
2
的方法不同而有各种不同的变体，各变体的物理性质也有区别。加热
时MnO
2失去氧，相继转化成Mn
2
3
锁紧螺栓，Mn
3
4
，最后转化成MnO.Mn0
2
转化成Mn
2
3
的温
度对于Mn0
2的不同变体来说各不相同。但各种Mn0
2
变体的等压分解曲线的外形
差异不大，与图1的曲线相似。Mn0
2在转化为Mn
2
3
和其他氧化物过程中生成各
种氧化物的固溶体。超过1350℃时则仅有MnO存在。
软锰矿的热分解过程可以表示如下：
图2表示各种氧化锰的平衡压力(1gPo
2
)，直线1,2,3,4将图面划分成各蒸汽吹灰器
相(Mn, MnO, Mn
30
4
，Mn
2
3
，Mn0
2
)
的稳定区。六价和七价锰的化合物具有酸性，
它们各自生成锰酸盐和高锰酸盐。
二、锰的氢氧化物
锰的氢氧化物矿物主要有锰榍石、水锰矿、羟锰矿、偏锰酸矿、恩苏塔矿等。几种最重要的氢氧化物矿物的特性见表2。
表
2 锰
名称化学式晶型颜
密度/(g·cm-3) 硬度
锰榍
石
MnO(OH) 斜方
水锰矿MnO(OH) 单斜
黑
4.2～4.5 3～4
羟锰矿Mn(OH)
密目网
2
六方
白
3.3 2.5
偏锰酸矿Mn(OH)
4
假四
方
棕
褐
2.3～3 2～3
恩苏塔矿Mn4+
1-x
Mn
x
2+O
2-2x
·(OH)
2x
六方
棕
灰
4.49 6～7
锰的最重要的氢氧化物矿物为羟锰矿，即氢氧化锰。二价锰盐与碱作用，
即得白的Mn(OH)
2
沉淀。
