物理性质
名称 | 高锰酸钾 / 过锰酸钾 |
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化学式 | \(\rm{KMnO_4}\) |
别称 | 灰锰氧、PP粉 |
熔点 | 240℃ |
沸点 | 分解 |
密度 (25℃下) | 1.01 g/mL |
水溶性 | 溶于水 |
储存 | 避光、干燥保存 溶液不稳定,缓慢分解并放出氧气 在酸性或碱性溶液中稳定性更差 |
化学性质
制备(2)
矿石中取得的二氧化锰和氢氧化钾在空气中或混合硝酸钾(提供氧气)加热,产生锰酸钾,再于碱性溶液中与氧化剂进行电解氧化得到高锰酸钾。
\(\rm{2MnO_2 + 4OH^- +O_2=2MnO_4^{2-} +2H_2O}\)
\(\rm{2 MnO_4^{2-} + Cl_2=2MnO_4^- + 2Cl^-}\)
也可以通过\(\rm{Mn^{2+}}\)和二氧化铅(\(\rm{PbO_2}\))或铋酸钠(\(\rm{NaBiO_3}\))等强氧化剂的反应产生。此反应也用于检验\(\rm{Mn^{2+}}\)的存在,因为高锰酸钾的颜色明显。
对热不稳定
高锰酸钾加热可以分解,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气
$ \rm{2KMnO_4 = K_2MnO_4+MnO_2+O_2 } $
这是实验室制取氧气的方法之一。加热时如果温度更高,生成的锰酸钾则可以继续分解。
也有文献指出,高锰酸钾的分解过程不会产生二氧化锰,而只有\(\rm{K_2MnO_4}\)、\(\rm{K_2Mn_4O_8}\)和\(\rm{KMnO_2}\):
\(\rm 6KMnO_4 \xrightarrow{\triangle} K_2MnO_4+K_2Mn_4O_8+4O_2\uparrow\)
\(\rm KMnO_4 \xrightarrow{\triangle} KMnO_2+O_2\uparrow\)
另有实验得出不同的分解历程:
\(\rm 4KMnO_4\xrightarrow{290^{\circ}C}K_2MnO_4+K_2O\cdot 3MnO_2+\dfrac{5}{2}O_2\uparrow\)
\(\rm 3K_2MnO_4\xrightarrow{600\sim 650^{\circ}C}3K_3MnO_4+MnO_2+O_2\uparrow\)
强氧化性
高锰酸钾有强氧化性,可以在常温下氧化盐酸,这也是实验室制取氯气的方法之一:
\(\rm 2KMnO_4+16HCl → 2KCl+2MnCl_2+5Cl_2↑+8H_2O\)
高锰酸钾也可以被亚硫酸钠还原,得到不稳定的亮蓝色的五价锰盐(\(\rm MnO_4^{3-}\)),极容易再被亚硫酸钠还原产生更低价的锰化合物。
强酸中:溶液的紫色退去,变成粉红色。 \(\rm 2KMnO_4+6Na_2SO_3+4H_2SO_4=K_2SO_4+2MnSO_4+5Na_2SO_4+Na_2S_2O_6+4H_2O\)
中性、碱性或微酸性溶液中:析出褪色的\(\rm MnO_2\)沉淀 \(\rm 2KMnO_4+3Na_2SO_3+H_2O =3Na2SO4+2MnO_2+2KOH\)
强碱性溶液中:使溶液从紫色变为绿色生成锰酸根离子 \(\rm MnO_4^{2-}+2KMnO_4+Na_2SO_3+2NaOH = Na_2SO_4+Na_2MnO_4+K_2MnO_4+H_2O\)
高锰酸钾与过氧化氢会剧烈反应,生成氧气;在酸性环境下则会有锰盐生成:
\(\rm {2KMnO_4} + 3 H_2O_2 → {2KOH} + {2MnO_2} + {2H_2O} + 3O_2 {\uparrow}\)
\(\rm {2KMnO_4} + {5H_2O_2} + {6H^+}→{2K^+} +{2Mn^{2+}} + {8H_2O} + {5O_2}{\uparrow}\)
过锰酸钾氧化\(\rm Mn^{2+}\)生成\(\rm MnO_2\)沉淀。但有焦磷酸存在时,则按下式反应:
\(\rm 4Mn^{2+} + MnO_4^− + 8 H^+ + 15 H_2P_2O_7^{2-} → 5[Mn(H_2P_2O_7)_3]^{3-} + 4H_2O\)
利用其氧化性的特点,可用具有还原性的草酸、维生素C或盐酸羟胺等的溶液来去除过锰酸钾造成的污渍。
另外,过锰酸钾可以和红磷、镁粉、铝粉、硼氢化钠等还原剂形成爆炸性的混合物,摩擦或撞击即可爆炸。因此不可将过锰酸钾和它们混合在一块。
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