解放军文职招聘考试锰的氧化物

 锰的氧化物

锰能生成以下各种氧化物：
各种氧化物

锰的各种氧化物中以 MnO ₂ 最为重要。因为它最稳定，是常用的氧化剂。
粉末状的 KMnO ₄ 与浓 H ₂ SO ₄ 作用，就会生成棕色油状的 Mn ₂ O ₇ ，它很不稳定，在常温下就会爆炸分解。

到 TiCl ₄ 液体。
                              TiO ₂ + 2C + 2Cl ₂ == TiCl ₄ + 2CO ₂

钛配合物
由于 Ti ⁴⁺ 具有较高的正电荷和较小的半径 (68pm) ，电荷 / 半径比大，因此 Ti ⁴⁺ 离子有很强的极化力，所以在溶液中不存在简单的水合 Ti ⁴⁺ 离子，在溶液或晶体中存在着 (TiO) n ²ⁿ⁺ 链， TiO 2⁺ 称为钛铣离子。
Ti ⁴⁺ 能同多种配位体形成配位化合物，如前面我们已经知道的 [TiF ₆ ] ² - 、 ]TiCl ₆ ] ² - 等。
                  Ti + 6HF == [TiF ₆ ] ² - + 2H ⁺ +2H ₂ ↑
                     TiO ₂ + 6HF == H ₂ [TiF ₆ ] + 2H ₂ O
在 Ti( Ⅳ ) 盐溶液中加入过氧化氢，呈现特征的颜色。在强酸性溶液中显红色，在稀酸或 中性溶液中显橙黄色。这一灵敏的显色反应常用于钛或过氧化氢的比色分析。
                   TiO ₂+ + H ₂ O ₂ == [TiO(H ₂ O ₂ )] ²⁺
单质铁
铁是地球上分布最广的金属之一。约占地壳质量的 5.1% ，居元素分布序列中的第四位，仅次于氧、硅和铝。
在自然界，游离态的铁只能从陨石中找到，分布在地壳中的 铁都以化合物的状态存在。铁的主要矿石有：赤铁矿 Fe ₂ O ₃ , 含铁量在
50%~60% 之间；磁铁矿 Fe ₃ O ₄ , 含铁量 60% 以上，有磁性，此外还有褐铁矿 2Fe ₂ O ₃ ? 3H ₂ O 、菱铁矿 FeCO ₃ 和黄铁矿 FeS ₂ ，它们的含铁量低一些，但比较容易冶炼。我国的铁矿资源非常丰富，著名的产地有湖北大冶、东北鞍山等。
我们主要从三个方面介绍铁：
铁的性质
铁是有光泽的银白色金属，硬而有延展性，熔点为 1535 沸点 3000 ，有很强的铁磁性，并有良好的可塑性和导热性。
铁分为生铁、熟铁和钢三类。
生铁含碳量在 1.7%~4.5% 之间，生铁坚硬耐磨，可以浇铸成型，如铁锅、火炉等。所以又称为铸铁。生铁没有延展性，不能锻打。
熟铁含碳量在 0.1% 以下，近似于纯铁，韧性很强，可以锻打成型，如铁勺、锅炉等，所以又叫锻铁。
钢的基本成分也是铁，但钢的含碳量比熟铁高，比生铁低，在 0.1%~1.7% 之间。钢兼具有生铁和熟铁的优点，即刚硬又强韧。
                                       2.20           0.771           - 0.44
          φ A θ / V FeO ₄ ² - ——— Fe ³⁺ ——— Fe ²⁺ ——— Fe
                                   0.72                    - 0.56          - 0.877
        φ B θ / V FeO ₄ ² - ——— Fe(OH) ₃ ——— Fe(OH) ₂ ——— Fe
 
从铁的标准电极电势看，铁是个中等活泼的金属。铁能溶解 H ₂ 气，温度越高，溶解度越大。在 350 以上时，氢气能透过铁管。铁与许多金属有一重要差别，即不容易形成汞齐。
让我们分别看看铁的几种化学反应：
①铁与非金属的反应
常温下没有水蒸气存在时 , 铁与氧、硫、氯等非金属单质几乎不起作用，高温下却发生猛烈反应：
      4Fe + 3O ₂ → 2 Fe ₂ O ₃ 3Fe + 2O ₂ → Fe ₃ O ₄ Fe + S → FeS
       2Fe + 3X ₂ → 2 FeX ₃ （ X=F 、 Cl 、 Br ） 3Fe + C → Fe ₃ C （碳化铁）
②铁与水蒸气等的反应
在高温下，铁与水蒸气作用生成 Fe ₃ O ₄ 和氢气：
3Fe + 4H ₂ O → Fe ₃ O ₄ + H ₂ ↑
铁在潮湿的空气中会生锈，这是因为铁受到空气中水、 CO₂ 和氧气的作用。铁锈是一种松脆多孔的物质，不能防止里层的铁不受锈蚀。铁锈的成分比较复杂，通常用 Fe ₂ O ₃ ? xH ₂ O 表示。
铁与气态的卤化氢作用，生成亚铁卤化物：
                 Fe + 2HX → FeX ₂ + H ₂ ↑ （ X=F 、 Cl 、 Br ）
铁与氮不能直接化合，但能与氨作用生成氮化铁：
                   4Fe + 2NH ₃ → 2 Fe ₂ N + 3H ₂ ↑
铁还能与 CO 、戊二烯作用生成羰基配合物、环戊二烯配合物等
                               Fe + 5CO → Fe(CO) ₅
            Fe + K ₂ O + 2C ₅ H ₆ → ( C ₅ H ₆ ) ₂ Fe + 2KOH
③铁与酸的反应
铁易溶于稀的无机酸中生成 Fe ²⁺ 的化合物并放出氢气
                          Fe + 2HCl → FeCl ₂ + H ₂ ↑
当有空气存在或加热时 , 或与热的稀硝酸反应 , 则生成 Fe ³⁺ 的化合物
           2Fe + 3H ₂ SO ₄ + O ₂ → Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ + 2H ₂ O + H ₂ ↑
                      2Fe + 6HNO ₃ → Fe(NO ₃ ) ₃ + 3H ₂ ↑
浓硝酸或含有重铬酸盐的酸能使铁钝化。因此，贮运浓硝酸的容器和管道可用铁制品。
④铁与碱的反应
铁能被热的浓碱溶液侵蚀，生成 Fe ³⁺ 的化合物 Fe(OH) ₃ 或 [Fe(OH) ₆ ] ³ - 离子。

铁的制备
单质铁的制备一般采用冶炼法。以赤铁矿 Fe ₂ O ₃ 和磁铁矿 Fe ₃ O ₄ 为原料，与焦炭和助溶剂在熔矿炉内反应，焦炭燃烧产生 CO ₂ 气， CO ₂ 气与过量的焦炭接触就生成 CO 气， CO 气和氧化铁作用就生成金属铁。
                    C + O ₂ → CO ₂ CO ₂ + C → 2CO
Fe ₃ O ₄ + 4CO → 3Fe +4 CO ₂
Fe ₂ O ₃ + CO → 2FeO + CO ₂
FeO + CO → FeO + CO ₂
以上反应都是可逆反应，所产生的 CO 浓度越大越好，要使反应进行完全必须在 800 ℃ 以上进行。
化学纯的铁是用氢气还原纯氧化铁来制取，也可由羧基合铁来制取，也可由羧基合铁热分解来得到纯铁。
铁的用途
在我们的生活里，铁可以算得上是最有用、最价廉、最丰富、最重的金属了。工农业生产中，铁是最重要的基本结构材料，铁合金用途广泛；国防和战争更是钢铁的较量，钢铁的年产量代表一个国家的现代化水平。
对于人体，铁是不可缺少的微量元素。在十多种人体必需的微量元素中铁无论在重要性上还是在数量上，都属于首位。
一个正常的成年人全身含有 3g 多铁，相当于一颗小铁钉的质量。人体血液中的血红蛋白就是铁的配合物，它具有固定氧和输送氧的功能。人体缺铁会引起贫血症。只要不偏食，不大出血，成年人一般不会缺铁。
所谓煤气中毒（一氧化碳中毒），也是由于血红素中铁原子核心被一氧化碳气体分子紧紧地包围住，丧失了吸收氧分子的能力，使人窒息中毒而死亡。
铁还是植物制造叶绿素不可缺少的催化剂。如果一盆花缺少铁，花就会失去艳丽的颜色，失去那沁人肺腑的芳香，叶子也发黄枯萎。一般土壤中也含有不少铁的化合物。