Bài giảng Hóa vô cơ A - Chương XI: Các nguyên tố phân nhóm VIIB - Nguyễn Văn Hòa

Chương XI nvhoa102@gmail.com 1 CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB NỘI DUNG NHẬN XÉT CHUNG I. ĐƠN CHẤT Mn II.HỢP CHẤT CỦA Mn TÀI LIỆU [1] – Tập 3, Chương 6: trang 121 – 144 [2] – Chương 12: trang 247 – 255 [3] – Phần III, Chương 7: trang 515 – 527 Chương XI nvhoa102@gmail.com 2 NHẬN XÉT CHUNG - Cấu hình e hóa trị giống nhau: (n1)d5ns2, nên: X –ne → X (+2,, +7)  thể hiện tính kim loại. - Số oxi hóa dương đặc trưng, bền: +7. Riêng Mn còn có các số oxi hóa đặc trưng và bền là +2, +4. - Ở số oxi hóa dương thấp chúng giống kim loại như Fe, Cr - Ở số oxi hóa dương cao có tính chất giống phi kim như clo. CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB Chương XI nvhoa102@gmail.com 3 I ĐƠN CHẤT Mn 1 Tính chất vật lý - Màu trắng bạc, bề ngoài giống sắt nhưng cứng, dòn hơn. - Độ cứng: 5 – 6 (> Fe, Ni, Cr); Độ dẫn điện = 5 - Khó nóng chảy và khó sôi - Tạo hợp kim với nhiều kim loại. Thép đường rây chứa 1 – 2%Mn, thép bi nghiền hoặc má ngàm chứa 10 – 15%Mn CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB Chương XI nvhoa102@gmail.com 4 2 Tính chất hóa học - Mn là kim loại tương đối hoạt động 3Mn + 2O2  Mn3O4 Mn bột mịn + 2H2O  Mn(OH)2 + H2 Mn + H2SO4  MnSO4 + H2 Mn + Cl2  MnCl2 3 Điều chế từ quặng pyroluzit MnO2.nH2O 3MnO2  Mn3O4 + O2 3Mn3O4 + 8Al  9Mn + 4Al2O3 (E 2+ o Mn / Mn = -1,185 V) t0 t0 t0 CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB Chương XI nvhoa102@gmail.com 5 II HỢP CHẤT Mn 1 Hợp chất Mn (+2): MnO, Mn(OH)2, Mn 2+ - MnO, Mn(OH)2 có tính bazo > axit MnO + 2HCl  MnCl2 + H2O Mn(OH)2 + H2SO4  MnSO4 + H2O CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB Chương XI nvhoa102@gmail.com 6 - Hợp chất Mn(+2) có tính khử đặc trưng: • Trong môi trường kiềmMn(+4) 2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O  Mn(OH)4 • Trong môi trường kiềm nóng chảyMnO4 2- 3MnSO4 + 2KClO3 + 12KOH  3K2MnO4 + 2KCl + 3K2SO4 + 6H2O • Trong môi trường axit MnO4 - 3MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3  2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4 + 2H2O CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB Chương XI nvhoa102@gmail.com 7 2 Hợp chất Mn (+4): MnO2, Mn(OH)4 - Mn4+ không bền - MnO2, Mn(OH)4 không tan, có tính lưỡng tính nhưng cả 2 tính đều yếu. MnO2 + 4HCl đặc  MnCl2 + Cl2 + 2H2O MnO2 + 2KOH  K2MnO3 + H2O - Tính oxi hóa: 2Mn(OH)4 + 2H2SO4  2MnSO4 + O2 + 6H2O - Tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh: MnO2 Mn(OH)4 CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB Chương XI nvhoa102@gmail.com 8 • Trong môi trường kiềm rắn nóng chảy 2MnO2 + KClO3 + 6KOH  3K2MnO4 + KCl + 3H2O • Trong môi trường axit: 2MnO2 + 3PbO2 + 6HNO3  2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2H2O 3 Hợp chất Mn (+6) - Muối MnO4 2- có màu lục thẫm, không bền bị phân hủy trong nước 3K2MnO4 + 2H2O  2KMnO4 + MnO2 + 4KOH CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB Chương XI nvhoa102@gmail.com 9 - MnO4 2- có tính oxi hóa mạnh: • Trong môi trường kiềm:  MnO2 K2MnO4 + K2SO3 + H2O  MnO2 + K2SO4 + 2KOH • Trong môi trường axit Mn2+ K2MnO4 + K2SO3 + H2SO4  K2SO4 + MnSO4 + H2O - MnO4 2- thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxihóa mạnh. 2K2MnO4 + Cl2  2KMnO4 + 2KCl CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB Chương XI nvhoa102@gmail.com 10 4 Hợp chất Mn (+7) - HMnO4 tồn tại ở dạng dung dịch C < 20%, nếu C > 20% bị phân hủy: 2HMnO4  2MnO2 + 3/2O2 + H2O - Muối MnO4 - màu tím đen, bền hơn MnO4 2- - Muối MnO4 - bị nhiệt phân ở khoảng 250oC: 2KMnO4  K2MnO4 + MnO2 + O2 - Bị phân huỷ trong kiềm đặc: 4KMnO4 + 4KOH  4K2MnO4 + O2 + 2H2O CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB Chương XI nvhoa102@gmail.com 11 - Có tính oxi hóa mạnh, sản phẩm tạo thành phụ thuộc vào môi trường: • Trong môi trường axit Mn2+ 5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4  6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O • Trong môi trường trung tính MnO2 3K2SO3 + 2KMnO4 + H2O  3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH • Trong môi trường bazơ MnO4 2- K2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH  K2SO4 + 2K2MnO4 + H2O CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB Chương XI nvhoa102@gmail.com 12 Điều chế KMnO4 - Oxihóa MnO4 2- bằng Cl2 hay PbO2 – HNO3 2K2MnO4 + Cl2  2KMnO4 + 2KCl 2K2MnO4 + 2PbO2 + 6HNO3  2KMnO4 + 2Pb(NO3)2 + 2KNO3 + 3H2O - Điện phân dung dịch MnO4 2- 2K2MnO4 + 2H2O  2KMnO4 + 2KOH + H2 dòng điện CHƯƠNG XI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB