Номер 3, страница 404 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 8. Металлы. Параграф 56. Марганец - номер 3, страница 404.

Условие.

3. Как изменяются свойства оксидов и гидроксидов марганца в зависимости от степени его окисления?

Решение.

Решение 2.

Решение

Свойства оксидов и гидроксидов марганца закономерно изменяются с увеличением степени окисления марганца. Общая тенденция заключается в ослаблении основных свойств и усилении кислотных, то есть происходит переход от основных свойств к амфотерным и далее к кислотным.

Степень окисления +2 ($Mn^{+2}$)

В низшей устойчивой степени окисления +2 марганец проявляет свойства типичного металла. Его оксид $MnO$ и гидроксид $Mn(OH)_2$ являются основными соединениями.

Оксид марганца(II) $MnO$ реагирует с кислотами с образованием солей марганца(II) и воды:

$MnO + 2HCl \rightarrow MnCl_2 + H_2O$

Гидроксид марганца(II) $Mn(OH)_2$ – нерастворимое в воде основание, которое также легко реагирует с кислотами:

$Mn(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + 2H_2O$

Степень окисления +4 ($Mn^{+4}$)

Оксид марганца(IV) $MnO_2$ является амфотерным соединением. Соответствующий ему гидроксид в чистом виде не выделен; ему формально соответствует очень слабая марганцоватистая кислота $H_2MnO_3$.

Амфотерность $MnO_2$ проявляется в его способности реагировать как с кислотами, так и с основаниями. При реакции с концентрированными сильными кислотами $MnO_2$ проявляет себя как окислитель:

$MnO_2 + 4HCl_{конц.} \xrightarrow{t} MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O$

При сплавлении со щелочами или основными оксидами $MnO_2$ проявляет кислотные свойства, образуя соли – манганиты:

$MnO_2 + 2KOH \xrightarrow{сплавление} K_2MnO_3 + H_2O$

Степень окисления +6 ($Mn^{+6}$)

В этой степени окисления соединения марганца проявляют кислотные свойства. Этому состоянию соответствует марганцовистая кислота $H_2MnO_4$. Сама кислота неустойчива, но её соли – манганаты (например, $K_2MnO_4$) – хорошо известны. Они имеют зелёный цвет и могут быть получены при сплавлении $MnO_2$ со щелочами в присутствии окислителей:

$MnO_2 + 2KOH + KNO_3 \xrightarrow{сплавление} K_2MnO_4 + KNO_2 + H_2O$

Оксид $MnO_3$ также является кислотным, но крайне неустойчив.

Степень окисления +7 ($Mn^{+7}$)

В высшей степени окисления +7 марганец проявляет ярко выраженные кислотные свойства. Оксид марганца(VII) $Mn_2O_7$ – типичный кислотный оксид. Это тёмно-зелёная маслянистая жидкость, очень сильный окислитель, неустойчив. Он реагирует с водой, образуя сильную марганцовую кислоту $HMnO_4$:

$Mn_2O_7 + H_2O \rightarrow 2HMnO_4$

При реакции со щелочами $Mn_2O_7$ образует соли – перманганаты:

$Mn_2O_7 + 2KOH \rightarrow 2KMnO_4 + H_2O$

Марганцовая кислота $HMnO_4$ и её соли (например, перманганат калия $KMnO_4$) являются сильными окислителями.

Таким образом, с ростом степени окисления марганца в ряду $Mn^{+2} \rightarrow Mn^{+4} \rightarrow Mn^{+6} \rightarrow Mn^{+7}$ происходит закономерное изменение кислотно-основных свойств соответствующих оксидов и гидроксидов от основных через амфотерные к кислотным.

Ответ: С увеличением степени окисления марганца свойства его оксидов и гидроксидов изменяются от основных (для степени окисления +2), через амфотерные (для степени окисления +4) к кислотным (для степеней окисления +6 и +7).