Номер 5, страница 404 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 8. Металлы. Параграф 56. Марганец - номер 5, страница 404.

Условие.

5. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) $Mn_2O_3$ → $\text{Mn}$ → $MnO$ → $MnSO_4$ → $Mn(OH)_2$ → $MnCl_2$

б) $KMnO_4$ → $K_2MnO_4$ → $MnO_2$ → $Mn_2O_3$ → $Mn_3O_4$

Решение.

Решение 2.

а) $Mn_2O_3 \rightarrow Mn \rightarrow MnO \rightarrow MnSO_4 \rightarrow Mn(OH)_2 \rightarrow MnCl_2$

Решение

1. Для получения металлического марганца из его оксида $Mn_2O_3$ можно использовать алюмотермию — восстановление алюминием при высокой температуре.

$Mn_2O_3 + 2Al \xrightarrow{t} 2Mn + Al_2O_3$

2. Металлический марганец окисляется кислородом воздуха при нагревании до оксида марганца(II).

$2Mn + O_2 \xrightarrow{t} 2MnO$

3. Оксид марганца(II) является основным оксидом, поэтому он реагирует с кислотами. При реакции с серной кислотой образуется сульфат марганца(II).

$MnO + H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + H_2O$

4. Чтобы получить гидроксид марганца(II), к раствору сульфата марганца(II) нужно добавить раствор щёлочи, например, гидроксида натрия. В результате реакции выпадает осадок $Mn(OH)_2$.

$MnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mn(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

5. Гидроксид марганца(II) является основанием и реагирует с соляной кислотой, образуя соль хлорид марганца(II) и воду.

$Mn(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MnCl_2 + 2H_2O$

Ответ:

$Mn_2O_3 + 2Al \xrightarrow{t} 2Mn + Al_2O_3$

$2Mn + O_2 \xrightarrow{t} 2MnO$

$MnO + H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + H_2O$

$MnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mn(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

$Mn(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MnCl_2 + 2H_2O$

б) $KMnO_4 \rightarrow K_2MnO_4 \rightarrow MnO_2 \rightarrow Mn_2O_3 \rightarrow Mn_3O_4$

Решение

1. Восстановление перманганата калия (степень окисления Mn +7) до манганата калия (степень окисления Mn +6) происходит в сильнощелочной среде при действии восстановителя, например, сульфита калия.

$2KMnO_4 + K_2SO_3 + 2KOH \rightarrow 2K_2MnO_4 + K_2SO_4 + H_2O$

2. Манганат калия устойчив только в сильнощелочных растворах. При понижении щёлочности среды, например, при пропускании углекислого газа, он диспропорционирует на перманганат калия и диоксид марганца.

$3K_2MnO_4 + 2CO_2 \rightarrow 2KMnO_4 + MnO_2 \downarrow + 2K_2CO_3$

3. Диоксид марганца(IV) при нагревании (около 600-700°C) теряет кислород и превращается в оксид марганца(III).

$4MnO_2 \xrightarrow{t} 2Mn_2O_3 + O_2 \uparrow$

4. При дальнейшем повышении температуры (выше 940°C) оксид марганца(III) разлагается с образованием смешанного оксида марганца(II, III) $Mn_3O_4$.

$6Mn_2O_3 \xrightarrow{t} 4Mn_3O_4 + O_2 \uparrow$

Ответ:

$2KMnO_4 + K_2SO_3 + 2KOH \rightarrow 2K_2MnO_4 + K_2SO_4 + H_2O$

$3K_2MnO_4 + 2CO_2 \rightarrow 2KMnO_4 + MnO_2 \downarrow + 2K_2CO_3$

$4MnO_2 \xrightarrow{t} 2Mn_2O_3 + O_2 \uparrow$

$6Mn_2O_3 \xrightarrow{t} 4Mn_3O_4 + O_2 \uparrow$