解放军文职招聘考试锰（Ⅶ）的化合物

 锰（Ⅶ）的化合物
锰（Ⅶ）的化合物中最重要的是高锰酸钾 KMnO ₄ 。下面我们从 KMnO ₄ 的性质、用途、和制备三 个方面来讨论。
1 ． KMnO ₄ 的性质
KMnO ₄ 是一种深紫色的晶体，其水溶液是紫红色的。将固体 KMnO ₄ 加热到 473K 以上时，会分解放出氧气，这是实验室制备氧气的简便方法。
KMnO ₄ 的溶液不十分稳定，在酸性溶液中明显分解，在中性或微碱性溶液中分解速度慢。但光对 KMnO ₄ 溶液的分解起催化作用，因此 KMnO ₄ 溶液必须存在棕色的瓶子中。
                4MnO ₄ - + 4H + → 4 MnO ₂ + 3O ₂ ↑ + 2H ₂ O
KMnO ₄ 是最重要和最常用的氧化剂之一，它的氧化能力和还原产物因介质的酸碱度不同而不同。
在酸性溶液中， KMnO ₄ 是很强的氧化剂，它可以氧化 Cl - 、 I - 、 SO ₃ ² - 、 C ₂ O ₄ ² - 、 Fe ²⁺ 等，本身被还原为 Mn 。
                MnO ₄ - + 8H + + 5 e - ←→ Mn ²⁺ + 4H ₂ O
                                 φ A θ = +1.51V
          2MnO ₄ - + 16H + + 10Cl - ←→ 2 Mn ²⁺ + 5Cl ₂ ↑ + 4H ₂ O
（此反应用于实验室制备 Cl ₂ 气）
            2MnO ₄ - +6H ⁺ +5H ₂ C ₂ O ₄ == 2Mn ²⁺ +10CO ₂ ↑ + 8H ₂ O
（此反应用于标定 KMnO ₄ 溶液的浓度）
               MnO ₄ - + 5Fe ²⁺ + 8H ⁺ == 2Mn ²⁺ + 5Fe ³⁺ + 4H ₂ O
（此反应用于 F e²⁺  的定量测定）
          2MnO ₄ - + 6 H + + 5SO ₃ ² - == 2Mn ²+ + 5SO ₄ ² - + 3H ₂ O
在中性、微酸性或微碱性溶液中， KMnO ₄ 仍旧是氧化剂，与还原剂反应时被还原成 MnO ₂ 。
               MnO ₄ - + 2H ₂ O + 3 e - ←→ MnO ₂ + 4OH -
φ B θ = + 0.59 V
     2MnO ₄ - + 3SO ₃ ² - + H ₂ O == 2MnO ₂ ↓ + IO ₃ - + 2OH –
            2MnO ₄ - + I - + H ₂ O == 2MnO ₂ ↓ + SO ₄ ² - + 2OH –
在强碱性溶液中， KMnO ₄ 仍旧是个氧化剂，与还原剂反应时被还原成锰酸盐 MnO ₄ 。
      2MnO ₄ - + SO ₃ ² - + 2OH - == 2MnO ₄ ² - + SO ₄ ² - + H ₂ O
2 ． KMnO ₄ 的用途
KMnO ₄ 是一种大规模生产的无机盐，是一种良好的氧化剂，除常用来漂白毛、棉、和丝，或使油类脱色外，还广泛用于容量分析中，测定一些过渡金属离子 ( 如 Ti ³⁺ 、 VO ²⁺ 、 Fe ²⁺ ) 以及过氧化氢、草酸盐、钾酸盐和亚硝酸盐等。它的稀溶液（ 0.1% ）可用于浸洗水果、碗、杯等用具的消毒和杀菌， 5% 的 KMnO ₄ 溶液可治疗轻度烫伤。
 
3 ． KMnO ₄ 的制备
(1) 锰酸钾歧化法
以软锰矿 MnO ₂ 和苛性钾为原料，在 473~43K 下加热熔融并通入空气，将 +4 价锰氧化成 +6 价的锰酸钾 K ₂ MnO ₄ 。
                    2MnO ₂ + 4KOH + O ₂ == 2K ₂ MnO ₄ + 2H ₂ O
然后再向 K ₂ MnO ₄ 的碱性溶液中通入 CO ₂ 气体或加入 HAc 使 MnO ₄ ²- 歧化，从而制得 KMnO ₄ 。但用这个方法制备 KMnO ₄ ，产率最高只有 66.7% ，还有 1/3 没有转化，锰被还原成 MnO ₂ 。
                 3K ₂ MnO ₄ + 2CO ₂ == 2KMnO ₄ + MnO ₂ + 2K ₂ CO ₃
(2) 电解氧化法
制备 KMnO ₄ 最好的方法就是电解氧化 K ₂ MnO ₄ 。以镍板为阳极，铁板为阴极，将含有约 80g · cm -3 的 K ₂ MnO ₄ 溶液进行电解，可得到 KMnO ₄ 。这种电解氧化法不但产率高，而且副产品 KOH 可以用于锰矿的氧化焙烧，比较经济。
阳极： 2MnO ₄ ² - - 2e - == 2MnO ₄ -
阴极： H ₂ O + 2e - == H ₂ ↑ + 2OH -
总的电解反应： 2MnO ₄ ² - + 2H ₂ O → 2MnO ₄ - + H ₂ ↑ + 2OH -
(3) 氧化剂氧化法
用 Cl ₂ 气、次氯酸盐等为氧化剂，把 MnO ₂ - 4 氧化成 MnO ₄ - 。
2K ₂ MnO ₄ + Cl ₂ == 2KMnO ₄ + 2KCl