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锰

锰，化学符号是Mn，它的原子序数是25，是一种灰白色、硬脆、有光泽的过渡金属，纯净的金属锰是比

铁稍软的金属，含少量杂质的锰坚而脆，潮湿处会氧化。锰广泛存在于自然界中，土壤中含锰0.25%，茶

叶、小麦及硬壳果实含锰较多。接触锰的作业有碎石、采矿、电焊、生产干电池、染料工业等。1774年，

甘恩分离出了金属锰。柏格曼将它命名为mangane（锰）。锰可用铝热法还原软锰矿制得。银白色金属，

质坚而脆。属于VIIB族元素。密度7.44克/立方厘米。熔点1244℃，沸点1962℃。在固态状态时它以四种

同素异形体存在α锰(体心立方)，β锰(立方体)，γ锰(面心立方)，δ锰(体心立方)。电离能为7.435电子伏特。

锰在元素周期表上位于第四周期，第VIIB族，属于比较活泼的金属，加热时能和氧气化合，易溶于稀酸生

成二价锰盐。

锰的化合价为+2、+3、+4、+5+6和+7。分别颜色为+2粉红色，+3为不稳定红色结晶，+4为黑色粉末，

+5为青蓝色，+6为墨绿色的晶体，+7价位暗紫黑色的晶体。

化合价

锰的化合价有+2、+3、+4、+6和+7。其中以+2(Mn2+的化合物)、+4(二氧化锰，为天然矿物)和+7(高锰酸

盐，如KMnO4)、+6(锰酸盐，如K2MnO4)为稳定的氧化态。

在酸性溶液中，+3价的锰和+6价的锰均比较容易发生歧化反应:

Mn较稳定，不容易被氧化，也不容易被还原。MnO4和MnO2有强氧化性。在碱性溶液中，Mn(OH)2不

稳定，易被空气中的氧气氧化为MnO2;MnO4也能发生歧化反应，但反应不如在酸性溶液中进行得完全。

下面列出部分其化合价对应的化合物:

Mn-3:Na3[Mn(CO)4]

Mn-1:Na[Mn(CO)5]

Mn0:MnMn2(CO)10K6[Mn(CN)6]

Mn+1:K5[Mn(CN)6]

Mn+2:MnO二价锰盐

Mn+3:MnF3K3[Mn(CN)6]

Mn+4:MnO2K2[MnF6]MnF4

Mn+5:Na3MnO4

Mn+6:MnO4

Mn+7:MnO4-MnO3FKMnO4

和氧气的反应

在空气中易氧化，生成褐色的氧化物覆盖层。它也易在升温时氧化。氧化时形成层状氧化锈皮，最靠近金

属的氧化层是MnO(一氧化锰)，而外层是Mn3O4(四氧化三锰):

在高于800℃的温度下氧化时，MnO的厚度逐渐增加，而Mn3O4层的厚度减少。在800度以下出现第三种

氧化层Mn2O2。在约450℃以下最外面的第四层氧化物MnO2是稳定的。

和水、酸的反应

锰和铁化学性质相似，常温与水反应缓慢，当自身高温时，反应迅速，水变为氢气，锰被氧化，形成复杂

氧化物:

锰易溶于稀酸，并有氢气放出，生成二价锰离子:锰和浓硫酸、浓硝酸等氧化性酸反应生成二氧化硫、二氧

化氮，自身被氧化成二价锰:

锰和锰矿是有些极大的分别的。

制备方法电解法

工业上可以用通直流电电解硫酸锰溶液的方法制备金属锰。这种方法成本较高，但成品纯度好。

制备溶液采用锰矿粉与无机酸反应加热制取锰盐溶液，同时向溶液中加入铵盐作缓冲剂，用加氧化剂氧化

中和的方法除去铁，加硫化净化剂除去重金属，然后过滤分离，在溶液中加入电解添加剂作为电解溶液。

工业生产广泛采用硫酸浸锰方法制取电解液，用氯化锰盐溶液电解制取金属锰的方法还未形成规模性生产。

电解操作过程。向隔模电解槽注入含硫酸铵的硫酸锰水溶电解液，接通直流电，产生电析作用，在阴极板

上析出金属锰，阳极板析出氧气。

火法

火法冶炼包括硅还原法(电硅热法)和铝还原法(铝热法)。

一、铝还原法(铝热法)

铝热法是采用铝作还原剂，利用还原氧化锰释放的化学热进行冶炼的一种生产金属锰方法。MnO比热效果

小反应实际上不能进行;而MnO2比热效果大，活性氧含量过大，反应几乎是爆发式进行。因此Mn3O4最

好。由于铝还原法不能去除杂质，需要用纯度高的软锰矿(MnO2)甚至用电解二氧化锰作原料。Al还原法需

要耗铝成本高，但具有反应过程激烈，生产设备和工艺比较简单的优点。但即使用含锰量特别高的原料冶

炼，合金仍然夹杂有磷、铝等有害杂质，此法很少用来生产金属锰。

二、硅还原法(电硅热法)

电硅热法生产金属锰应用得比较广泛，这种方法的主要优点是生产成本比较低，然而与电解法相比，对锰

矿品位要求比较高，获得的金属锰纯度不高，含锰为94%~98%。当采用硅锰与锰矿熔炼时:MnO2在1000℃

高温下分解成Mn3O4和O2在熔融炉渣中，Mn3O4被Si置换分解:

MnO最后被Si再还原为金属锰。用硅(Si)或低碳硅锰还原，发热量小，必须在电炉内进行上式反应属可逆

反应，需添加石灰使SiO2造渣，使反应向右进行。

高锰酸钾

高锰酸钾（Potassiumpermanganate）（化学式：KMnO₄），强氧化剂，紫红色晶体，可溶于水，遇乙醇即被

还原。在化学品生产中，广泛用作为氧化剂，例如用作制糖精，维生素C、异烟肼及安息香酸的氧化剂；

在医药上用作防腐剂、消毒剂、除臭剂及解毒剂；在水质净化及废水处理中，作水处理剂，以氧化硫化氢、

酚、铁、锰和有机、无机等多种污染物，控制臭味和脱色；在气体净化中，可除去痕量硫、砷、磷、硅烷、

硼烷及硫化物；在采矿冶金方面，用于从铜中分离钼，从锌和镉中除杂，以及化合物浮选的氧化剂；还用

于作特殊织物、蜡、油脂及树脂的漂白剂，防毒面具的吸附剂，木材及铜的着色剂等。

化学性质

化学式:KMnO4，相对分子质量为158.03395，高锰酸钾常温下即可与甘油(丙三醇)等有机物反应甚至燃烧;

在酸性环境下氧化性更强，能氧化负价态的氯、溴、碘、硫等离子及二氧化硫等。与皮肤接触可腐蚀皮肤

产生棕色染色;粉末散布于空气中有强烈刺激性。尿液、二氧化硫等可使其褪色。与较活泼金属粉末混合后

有强烈燃烧性，危险。该物质在加热时分解:

2KMnO4=△=K2MnO4+MnO2+O2↑

·高锰酸钾在酸性溶液中还原产物为二价锰离子

·高锰酸钾在碱性溶液中还原产物一般为墨绿色的锰酸钾(K2MnO4)。

·高锰酸钾在中性环境下还原产物为二氧化锰。

·高锰酸钾加热→锰酸钾+二氧化锰+氧气（初中实验室制取氧气的方法之一）。

维生素C的水溶液能使高锰酸钾溶液褪色，并且维生素C溶液越浓，水溶液用量就越少。根据这一特性，

就能够用高锰酸钾测定蔬菜或水果中的维生素含量。高锰酸钾造成的污渍可用还原性的草酸、维生素C等

去除。强氧化剂，在酸性条件下氧化性更强，可以用做消毒剂和漂白剂，和强还原性物质反应会褪色，如

SO2、不饱和烃。

特殊反应

4.特殊反应

(1)二价锰离子在碱性或者中性溶液中，为高锰酸钾所氧化而生成二氧化锰的褐色沉淀。

2KMnO4+3MnSO4+2H2O=K2SO4+5MnO2↓+2H2SO4

(2)三价铬离子在弱酸性或碱性热溶液中，被高锰酸钾所氧化，其颜色由蓝绿色变为黄色，并产生二氧化锰

之水合物的褐色沉淀。

Cr2(SO4)3+2KMnO4+5H2O=△=2MnO(OH)2↓+K2Cr2O7+3H2SO4

该反应在冷溶液中不能进行，亦即高锰酸钾不能将三价铬氧化为六价。在酸性溶液中进行下列反应:

5Cr2(SO4)3+6KMnO4+6H2O==10CrO3+3K2SO4+6MnSO4+6H2SO4与醇或酸可氧化。

锰酸钾

外观与性状：墨绿色结晶，其水溶液呈深绿色。其中深绿色是锰酸根的特征颜色（物质推断题经常用的到）。

熔点(℃)：600℃（开始分解）

相对密度（水=1）：2.8

溶解性：溶于水、氢氧化钠和氢氧化钾水溶液。

190℃时分解。遇盐酸生成游离氯。有强氧化性。在190℃时分解。外观虽与高锰酸钾相似，但其结构与硫

酸钾和铬酸钾属同类型。加热至500℃以下，即放出氧而变成K2MnO3。在水或酸性溶液中发生歧化而变

成MnO2和KMnO4。该品为强氧化剂。

2K2MnO4+Cl2==2KMnO4+2KCl

分解反应：2K2MnO4=△=2K2MnO3+O2↑

在强碱性溶液（pH大于13.5）中稳定，锰酸根离子的绿色可长期保持

在酸性或中性的环境下，MnO(2-)会发生歧化反应，

生成MnO4-和MnO2：

3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3

3K2MnO4+2H2O=2KMnO4+MnO2↓+4KOH

K2MnO4中K为+1价，Mn为+6价，O为-2价。

(高锰酸钾与锰酸钾

在酸性环境下K2MnO4的氧化性应该是比KMnO4高的,但是有一点不要忘了,K2MnO4在酸性环境中根本

不能稳定存在(即使是弱酸性环境),它会歧化成KMnO4和MnO2

3(MnO4)2-+4H+==2MnO4-+MnO2↓+2H2O

所以K2MnO4很少用在酸性环境中

而碱性环境环境中氧化性是KMnO4比K2MnO4强,因为碱性环境中KMnO4的还原产物是K2MnO4,氧化剂

的氧化性一定比还原产物的氧化性强.）

二氧化锰

外观与性状：黑色或黑棕色结晶或无定形粉末。

熔点(℃)：535(分解)

相对密度（水=1）：5.03

沸点(℃)：535℃

溶解性：不溶于水，不溶于硝酸。

化学性质

酸碱性：二氧化锰是两性氧化物，它是一种常温下非常稳定的黑色粉末状固体可作为干电池的去极化剂。

存实验室常利用它的氧化性,和浓HCl作用以制取氯气:MnO2十4HCl=MnCl2十Cl2十2H2O二氧化锰在

酸件介质中是一种强氧化剂。作为过氧化氢（双氧水）制氧气的催化剂。

二氧化锰是[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。

二氧化锰是一种两性氧化物，存在对应的BaMnO3或者SrMnO3这样的钙钛矿结构的形式上的盐（通过熔

碱体系中的化合反应得到），也存在四氯化锰。

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，自身不燃烧，但助燃，不要和易燃物放置一起。[3]