锰元素存在形式
锰元素
生
器官中: 肌肉/p.p.m.: 0.2 - 2.3
物
血/mg dm-3 : 0.0016 - 0.075
数
日摄入量/mg: 0.4 - 10
据
骨/p.p.m.: 0.2 - 100 人(70Kg)均体内总量/mg: 12
电子 模型
1744 年, 由 J.G. Gahn (瑞典,斯德哥尔
发
摩)分离出。
现
最丰富的矿物是软锰矿
用于制造钢、电池、陶瓷等。
来
｛pyrolusite (MnO2)},和硬锰矿 用
源
{psilomelane [(BaH2O)2Mn5O10]}以 途
及菱锰矿{ rБайду номын сангаасodochrosite
(MnCO3)}。
元素 锰
名称
元素符号 英文名称
Mn Manganese
原子 25
序数
相对原子量 (12C = 12)
54.938045
原子半径(计算值)/pm: 127 原 原子体积/cm3/mol: 1.39 子 共价半径/Å:1.17 结 电子构型: [Ar]3d54s2 构 离子半径/Å:0.46 氧化
态: 2,4,6,7,3
地
太阳(相对于 H=1×1012):2.63 × 105
质
海水中/p.p.m.
数
地壳/p.p.m.: 950 大西洋表面:1.0 × 10-4 太平洋表面:1.0 ×
据
10-4
大气/p.p.m.（体积）: 大西洋深处: 0.96 × 10-4 太平洋深 处:0.4 × 10-4
人体中含量 肝/p.p.m.: 3.6 - 9.6
状态：银灰色过渡金属。
高考--常考元素--锰、碍、铼
高考--常考元素--锰副族（锰 Mn ，锝 Tc ，铼 Re ）一、物理性质：锰单质的性质：金属锰是银白色金属，粉末状的锰为灰色。
活泼金属二、化学性质：存在形态：以Mn 2+ 最稳定，而锝(Ⅱ)、铼(Ⅱ)则不存在简单离子。
22222H Mn )(2H Mn H (s)Mn(OH)O 2H Mn +→++→+++稀与氧、卤素等非金属反应：34222432MnF MnF F Mn F)(X MnX X Mn O Mn ΔO 23Mn 和−→−+≠−→−+−→−+在氧化剂存在下与熔融的碱作用：O 2H MnO 2K 3O 4KOH 2Mn 2422+−−→−++熔融锰是钢的一种重要添加剂，因为它能脱除氧和硫.制备：3MnO 2 ＝ Mn 3O 4 + O2 (直接反应太过剧烈) 3Mn 3O 4 + 8A1 ＝ 9Mn + 4A12O 3 三：锰的化合物Mn 的价电子构型：3d 54s 2 Mn 的氧化值呈连续状：从+2~+7。
常见氧化值：+7，+6，+4和+2。
常见化合物：KMnO 4 ，K 2MnO 4，MnO 2， MnSO 4和MnCl 2。
除MnO 2外，余者均易溶于水，含锰离子分别为：。
和，+--2244Mn MnO MnO水溶液中锰的各种离子及其性质氧化值 +7 +6 +3 +2 颜色 紫红色 暗绿色 红色 淡红色 d 电子数 d 0 d 1 d 4 d 5 存在于溶液中的条件：中性 pH ＞13.5 易歧化 酸性 1、Mn(VII)化合物 溶液的酸度不同，MnO4被还原的产物不同：O 3H 5SO 2Mn 6H 5SO 2MnO 2242234++−→−++-++---24222342OHSO 32MnO O H 3SO 2MnO ++−→−++---OH SO 2MnO )(OH 2SO 2MnO 224-24234++−→−++----浓O 8H CO 102Mn 6H O C 5H 2MnO 2224224++−→−++++- (2) 不稳定性 遇酸分解O H 23O 4MnO )(H 44MnO 2224++−→−++-微酸 微碱性分解O H 2O 4MnO OH 44MnO 22244++−→−+----4MnO -24MnO +362O)H (Mn +262O)H (Mn见光分解4KMnO 4 + 2H 2O ＝ 4MnO 2↓ + 3O 2↑ + 4KOH （光照也能使其分解，因此应保存在棕色试剂瓶中） 加热22424O (s)MnO MnO K C 2202KMnO ++−−−−→−︒>A) 歧化法, 酸性介质中, 有利于歧化:3 MnO 42- +4 H + = MnO 2 + 2MnO 4- + 2H 2O 3 MnO 42- + 2 CO 2 = MnO 2 + 2 MnO 4- + 2 CO 32-在中性或弱碱性溶液中也发生歧化反应，但趋势及速率小： 3 MnO 42- + 2 H 2O = 2 MnO 4- + MnO 2 + 4 OH - （3）高锰酸钾的制备以软锰矿为原料 (MnO 2) 制备高锰酸钾，先制K 2MnO 4： 3 MnO 2 + 6 KOH + KClO 3 ＝ 3 K2MnO 4 + KCl + 3 H 2O 从 K 2MnO 4 制 KMnO 4 有三种方法。
锰元素——精选推荐
锰元素砂糖橘着⾊、起砂的关键肥料元素主要有：P、K、Ca、Mg、B、Mn、Mo等，在此之前我⼀⼀介绍好锰和钼以外的⼏个元素。
受⾃⼰⽔平限制，我在乡下的过程还没有遇到特别典型的缺锰或者锰中毒现象，所以今天的⽂章都是纯理论性。
⽐较⽣奥希望⼤家能看懂。
⼟壤中的锰以三种氧化态存在（Mn2+、Mn3+、Mn4+），此外还以螯合状态存在，但主要以Mn2+的状态被植物吸收。
锰对植物的⽣理作⽤是多⽅⾯的，它能参与光合作⽤，提⾼植物的呼吸强度，促进碳⽔化合物的⽔解；调节体内氧化还原过程；也是许多酶的活化剂，促进氨基酸合成肽键，有利于蛋⽩质的合成；促进种⼦萌发和幼苗的早期⽣长；还能加速萌发和成熟，增加磷和钙的有效性。
1、直接参与光合作⽤在光合作⽤中，锰参与⽔的光解和电⼦传递。
⽔可被分解并放出O2和电⼦，并把所产⽣的电⼦传递给光系统II。
在光合作⽤中，⽔的光解除需要Mn2+外，还需要Cl-，⽽且作⽤的场所在叶绿体中。
在叶绿体内，光合⽔解酶能使Mn2+进⾏光氧化变为Mn3+，从⽽有较强的氧化势，使H2O氧化分解。
Mn2+和C1-都存在于放氧系统中，组成光系统II的电⼦供体。
Cl-在此过程中起活化作⽤。
缺锰时，叶绿体仅能产⽣少量的氧，并且光合磷酸化作⽤减弱，糖和纤维素的合成也随之减少。
许多资料表明，叶绿体含锰量⾼，锰是维持叶绿体结构所必需的微量元素。
缺锰时，膜结构遭破坏⽽导致叶绿体解体，叶绿素含量下降。
植物缺锰时，在其他器官尚未出现症状时，叶绿体的结构就已经明显受损伤。
由此可见，在所有细胞器中，叶绿体对缺锰最为敏感。
缺锰既降低了希尔反应速率，也降低了⾮循环式磷酸化的速率；光合磷酸化的降低是由于缺锰导致叶绿体结构破坏⽽引起的。
此外，植物体内其他的氧化还原系统也受到锰的控制，例如缺锰时，抗坏⾎酸（维⽣素C）和⾕胱⽢肽易被氧化⽽影响植物正常⽣长。
植物体内锰和铁之间的关系⼗分密切。
在植物体中，铁以Fe2+和Fe3+两种形态存在。
锰
锰锰，化学符号是Mn，它的原子序数是25，灰白色，是一种过渡金属，性坚而脆，潮湿处会氧化。
1774manganese（锰）。
锰可用铝热法还原软锰矿制得。
外围电子层排布：3d5 4s2电子层分布：2-8-13-2化合价：+2、+3、+4、+6和+7晶体结构：晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。
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。
常见化合价：+2，+4，+7，+6+3价的锰和+6价的锰均比较容易发生歧化反应：2Mn3++2H2O ══Mn2++MnO2↓+4H+3MnO42-+4H+══2MnO4-+MnO2↓+2H2OMn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)10，K6[Mn(CN)6] Mn+1：K5[Mn(CN)6] Mn+2：MnO ，二价锰盐Mn+3：MnF3，K3[Mn(CN)6]Mn+4：MnO2 ，K2[MnF6] ，MnF4 Mn+5：Na3MnO4Mn+6：MnO42- Mn+7：MnO4-，MnO3F ，KMnO4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）：2Mn+O2══2MnO3Mn+2O2══Mn3O4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。
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：Mn+H2O ══Mn3O4+H2↑（高温）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：Mn+H2SO4══MnSO4+H2↑Mn+2H2SO4══MnSO4+2H2O+SO2↑Mn+4HNO3══Mn(NO3)2+2H2O+2NO2↑锰和锰矿是有些极大的分别的。
专题3-1：副族金属-锰及其化合物(解析版)
系列三副族金属专题1 锰及其化合物一、锰单质块状锰是呈灰色，是一种较活泼的金属，在空气中金属锰的表面被一层褐色的氧化膜所覆盖，甚至与冷的浓硝酸也形成强的氧化膜，所以呈化学惰性。
二、锰的化合物的价态规律稳定：Mn2+、MnO2（不溶于酸的固体）、MnO4-、Mn2O3（MnOOH(氢氧化氧锰)）不稳定：Mn3+、MnO42-（酸性条件下会歧化：3MnO42-+4H+=====2MnO4-+MnO2+2H2O）三、Mn(Ⅱ)（1）溶解性：Mn(Ⅱ)强酸盐易溶，弱酸盐(MnCO3、硫化物)，氧化物，氢氧化物为难溶(但可溶于稀酸)。
（2）Mn(H2O)62+离子为苹果绿色（3）还原性Ⅱ酸性介质中稳定，碱性介质中不稳定，易被氧化。
在Mn2+盐溶液中加OH-，生成Mn(OH)2白色沉淀，而后在空气中迅速被氧化生成MnO(OH)2的棕褐色沉淀。
Mn2+ + 2OH-=====Mn(OH)2↓白色，2Mn(OH)2 + O2=====2MnO(OH)2↓棕褐色Ⅱ酸性介质中，能被一些强氧化剂所氧化：2Mn2+ + 5S2O82-+ 8H2O=====2MnO4-+ 10SO42-+ 16H+2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ =====2MnO4-+ 5Na+ + 5Bi3+ + 7H2O2Mn2+ + 5PbO2 + 4H+=====2MnO4- + 5Pb2+ + 2H2O其中Mn2+的鉴定常用NaBiO3为氧化剂在H2SO4或HNO3介质下反应。
Ⅱ在浓硫酸中，MnSO4与KMnO4反应可生成深红色的Mn3+（实际是硫酸根的配合物）：MnO4-＋4Mn2+＋8H+=====5Mn3+＋4H2OⅡ在中性或近中性的溶液中，MnO4-与Mn2+反应生成MnO2：2MnO4-＋3Mn2+＋2H2O =====5MnO2(s)＋4H+⑤Mn(OH)2易被氧化：Mn2+＋2OH-=====Mn(OH)2(s)(白色)，2Mn(OH)2＋O2=====2MnO(OH)2(s)(棕色)（4）硫酸锰:白色或微红色细小结晶体。
地下水中的锰含量
锰铁铁合金工厂的水资源保护1.自然界地下水中锰的分布状况锰在地球上分布十分广泛，在花岗岩地质较为多见。
含铁和含锰地下水在我国分布很广，铁和锰均可存在于地下水中，但含铁量往往高于含锰量。
自然界中存在的主要是二价锰(Mn2+)和四价锰(Mn4+)。
Mn4+在天然水中溶解度甚低，不足为害，所以溶解状态的主要是 Mn2+。
我国地下水中含铁量一般小5-10mg/L,含锰量约在0.5-2.0mg/L之间。
（例如：沈阳开发区水厂、黑龙江省兰西镇水厂地下水中锰含量达0.65-1mg/l）与国内其它地区相比，义望铁合金厂周边水井地下水含锰量处于较低水平。
根据环评报告，除2012年11月王村旧井含量为0.27mg/l（2013年12月为0.087mg/l)外，其余各井地下水含锰量均低于0.1mg/l。
但义望铁合金公司仍需对水源保护给与重视。
水中含氧量低，是地下水中铁、锰存在的必要条件。
在酸度高的水中，锰含量较高。
反之，水的含氧量高，提高水的 pH值，有利于铁(Fe2+)、锰(Mn2+)的氧化，降低水中的锰含量。
地表水中含有溶解氧，铁、锰主要以不溶于水的三价铁和锰状态存在，所以铁、锰含量不高。
地下水中的锰主要以溶解的二价锰为主。
地下水、湖泊水和水库的深层水中，由于缺少溶解氧，所以三价铁和四价锰还原为溶解性的二价铁和二价锰，因而铁、锰含量较高。
铁和锰在地球表面分布很广。
地壳中的锰多半分散在各种晶质岩和沉积岩中，它们都是难溶性的化合物。
表1 列出了主要锰的化合物在水中的溶解度。
由表1可以看出，除了硫酸锰以外其它化合物在水中的溶解度都相当低。
锰和铁一般通过以下几种途径进入地下水：一般地下水中主要含有二价铁合锰的碳酸盐，含碳酸的地下水，对岩层中二价铁锰的氧化物起溶解作用。
在水的循环中，部分雨水由地表渗入地下的过程中，一般都要经过富含有机物的表土层。
土壤中的有机物在微生物的作用下，被分解而产生出大量二氧化碳，这些二氧化碳溶于水中便使地下水含有大量的碳酸。
锰及其化合物
锰属黑色金属，钢灰色，有金属光泽，硬而脆；熔点1244o C，沸点1962o C；密度7.2g/cm3。
锰的导电性出奇的差，锰是导电性和导热性最差的金属！原因不明。
锰是活泼金属，易溶于稀盐酸；易被空气氧化；加热时与氮、硫、氟、氯、溴···反应。
MnO2+C=(1500o C)Mn+CO2高锰酸钾的还原产物由哪些因素决定？•溶液的pH•高锰酸钾浓度•还原剂品种•还原剂浓度•高锰酸钾和还原剂的相对量•温度•溶液中的其他组分，如作为杂质的非氧化还原组分（作为金属的配体等，如磷酸根对于铁）大多数情况下KMnO4的还原产物•酸性溶液KMnO4→Mn2+KMnO4→MnO2•中性溶液• KMnO4→MnO2•碱性溶液• KMnO4→MnO 2• KMnO4→MnO 42-• 2 MnO2+ 4 KOH + O2 = 2 K2MnO4 + 2 H2O• 3 K2MnO4 + 2 CO2 = 2 KMnO4 + MnO2 + 2 K2CO3•锰原子的理论利用率仅2/3 ！• 3K2MnO4+4HAc=2KMnO4 + MnO2 +4KAc+2H2O 仅2/3 ！•阳极氧化MnO42- - e- = MnO4-这才是工业制法• 2K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + 2KOH + H2↑Mn2+ + 2H2O -2e- = MnO2 + 4H+一、锰的存在与制备软锰矿：MnO2·xH2O铝热法还原Mn3O4，电解MnCl2二、锰的化合物Mn2＋：粉红色，稳定MnO2：+HCl（Cl2↑）；H2SO4（O2↑）；去极化剂：MnO(OH)2MnO2＋4KOH＋O2→2K2MnO4＋2H2O；3K2MnO4＋2H2O→2KMnO4＋MnO2＋4KOH电解（最好）或Cl2氧化三、几个名词解释1．锰（manganese）：化学元素。
化合价＋2、＋3、＋4、＋6、＋7。
自然界只有一种稳定同位素55Mn，另有十一种放射性同位素。
锰元素
1.环保用锰：在环境保护方面，锰主要用于对污水和废 气的处理。 2.焊接用锰 在焊接工业中，锰的用途也非常广泛，如在手工电 弧焊中，锰作为良好的脱氧剂和合金剂而用于钢芯和 药皮中。 3.农业用锰 （1）锰是植物正常生长不可缺少的微量营养元素之 一，锰参与光合作用和氮素的转化，参与许多酶的活 动和氧化还原过程，能促进叶绿素的合成和碳水化合 物的运转。 （2）锰在农业上的用途还有很多，如微量肥料、杀 菌剂、动物食用添料等。
锰 的 存 在
锰在地壳中大量存在，平均含量 约为0.1%，其含量之大在已知元 素中占第15位，在重金属中锰仅 次于铁而居第二位。其多以化合物 形式广泛分布于自然 软锰矿 硬锰矿 偏锰酸矿 水锰矿 褐锰矿 黑锰矿 锰榍石 高锰酸钾（PP粉） 水锰矿 锰的有机酸盐 羟锰矿 恩苏塔矿 基性锰铅矿
锰的用途
1.钢铁工业用锰 2.有色金属用锰（脱氧剂或合金元素 ） 3.电子及轻化工用锰 4.锰的其他用途
一.炼铁过程中加入锰的主要作用是改善生铁 冶炼的操作和加工及其使用性能。 （1）炼钢生铁（白口铁）锰的含量为0.3%~0.5% （2）铸造生铁（灰口铁）一般用含锰20%~25%的铁锰 矿石 二.锰在炼钢中的主要作用：其一是脱氧，其二是合金化。 （1）脱氧：锰是炼钢过程中最主要的脱氧剂之一，几乎 所有的钢种都需要用锰来脱氧。因为用锰来脱氧时所生 成的氧产物熔点较低，易于上浮；锰还能增大硅和铝等 强脱氧剂的脱氧效果。 （2）合金化：锰是各钢种中最重要的合金元素，通常以 锰合金、金属锰匹配形式加入钢液中。
锰元素
--------锰的存在及应用
特能1102 赵建斌
锰元素的发现
1771年瑞典化学家谢勒（Scheele）在鉴定软锰矿中发现 这一新的元素。1774 年瑞典矿物学家卡恩和伯格曼几乎同时在 各自用碳还原软锰矿的方法时制得金属锰，同年由谢勒和伯格曼 确认命名，他们并对由软锰矿中制取的金属锰以及锰的性质首次 进行了详尽的研究和描述，这为以后锰及其系列产品的开发应用 提供了基础。 从我国冶金发展史来看，早在出土的战国时期的铁箭中就发 现含有锰，其他朝代的出土钢铁件中也有含量不同的锰。到 1851年，近代化学家徐寿,在他所译的《化学鉴源》一书中，才 首次将化学元素 “Mn”译为“锰”而引入中国。
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锰元素在自然界中主要以以下几种化合物形式存在：
1. 氧化物：
- 二氧化锰（MnO2），是常见的锰矿物之一，例如出现在软锰矿和黑锰矿中。
- 四氧化三锰（Mn3O4），这种形式的锰氧化物存在于某些锰矿石中。
2. 碳酸盐：
- 碳酸锰（MnCO3），在自然界中以菱锰矿的形式存在。
3. 氢氧化物：
- 氢氧化锰—氧化锰矿石，这类矿石中含有不同比例的氢氧化锰（Mn(OH)2）和氧化锰。
4. 硫化物：
- 在一些情况下，锰还以硫化物形式存在，如硫化锰（MnS），虽然它们在自然界的分布不如氧化物和碳酸盐常见。
5. 其他复合矿石：
- 还有各种混合型的矿石，如氧化锰—碳酸锰矿石、硫化锰—氧化锰矿石等。
此外，在高温或特定条件下，锰还可以形成金属态的同素异形体，包括α-Mn、β-Mn、γ-Mn等。
不过在自然环境中，这些纯金属形态并不常见，而是在工业冶炼过程中可以得到。