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    KMnO4(高锰酸钾)-结构、制备、性能、用途

    发布时间:2020-09-10 17:04:35 来源:懒人计算器 作者:冬青好 编号: 

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    什么是高锰酸钾?

    高锰酸钾(KMnO 4)是一种无机化合物。它也被称为康迪的钾盐晶体或高锰酸盐。

    德国荷兰化学家约翰·鲁道夫·格劳贝尔Johann Rudolf Glauber)最早在1659年发现了KMnO 4的产生。该化合物是水溶性的,由两个离子组成:高锰酸根离子和钾离子。在其物理状态下为暗紫色无味固体。

    当高锰酸钾晶体溶解在水中时,形成的溶液是紫色的。它被认为是强氧化剂,不会产生有毒副产品。它通常由其他矿物质如氧化锰制成。

    结构  高锰酸钾溶液(KMnO4)

    高锰酸钾分子的结构如下所示。注意,该化合物在钾阳离子和高锰酸根阴离子之间具有离子键。

    QQ图片20200910170059.png

    高锰酸钾KMnO4的制备

    高锰酸钾是通过将KOH和粉状氧化锰的溶液与氧化剂(如氯酸钾)混合而制备的。将混合物煮沸蒸发,并将残余物在铁锅中加热,直到获得糊状稠度为止。

    6KOH + 3MnO 2 + 6KClO 3 →3K 2 MnO 9 + 6KCl + 3H 2 O

    如此形成的锰酸钾(绿色)与大量水煮沸,并且将氯,CO 2和臭氧化的空气流通入液体,直到将其转化为高锰酸盐。连续除去形成的MnO 2,以防止其分解高锰酸盐。

    6K 2 MnO 4 + 3Cl 2  → 6KMnO (高锰酸钾) + 6KCl

    浓缩和结晶的任何MnO 2沉淀物中抽出KMnO 4溶液将晶体离心并干燥。

    高锰酸钾(KMnO4)的物理性质

    • 它是无味的紫色至品红色结晶固体。
    • 可溶于水,丙酮,乙酸,甲醇和吡啶。
    • 它溶于乙醇和有机溶剂。
    • 高锰酸钾以单斜棱柱的形式出现,几乎不透明,带有蓝色的金属光泽。
    • 它是无味的。水溶液具有甜味的涩味。它是水溶性的,更易溶于沸水。

    高锰酸钾的化学性质

    • 高锰酸钾是一种非常强的氧化剂,因此可以在广泛的化学反应中用作氧化剂。
    • 在与高锰酸钾进行氧化还原反应时,可以看到高锰酸钾的氧化能力,其中深紫色溶液变成无色,然后变成棕色溶液。
    • 上述反应可以在酸性或碱性介质中进行。
    锰酸钾 高锰酸钾
    化合物名称 锰酸钾(VII)
    高锰酸钾的分子量/摩尔质量 158.034克/摩尔
    高锰酸钾的密度 2.703克/厘米³
    高锰酸钾的储存温度 室内温度
    高锰酸钾的沸点 100 Ô Ç
    高锰酸钾的熔点 240°摄氏度
    氧化态 +7

    高锰酸钾(KMnO4)的反应

    1.热分解:

    固体高锰酸钾加热时会分解。反应如下:

    2KMnO 4  →K 2 MnO 4  + MnO 2(s)+ O 2

    2.与酸反应:

    高锰酸盐与浓盐酸反应时会生成氯。在中性溶液中,高锰酸盐被三个电子还原,生成二氧化锰,其中锰的氧化态为+4。高锰酸钾在碱性溶液中自发还原成绿色的K 2 MnO 4。

    3.碱的影响

    用碱加热时,高锰酸钾变成锰酸盐,并释放出氧气。

    4KMnO 4 + 4KOH→4K 2 MnO 4 + 2H 2 O + O 2

    4.氧化性能

    KMnO 4在酸性,中性和碱性介质中充当非常强大的氧化剂。这些介质中代表氧化的方程为

    在酸性介质中

    2KMnO 4 + H 2 SO  →K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 3H 2 O + 5 [O] MnO  + 8H + + 5e  →Mn 2+ + 4H 2 O

    在中性或碱性介质中

    2KMnO 4 + H 2 O→2KOH + 2MnO 2 + 3 [O] MnO  + 2H 2 O + 3e  →MnO 2 + 4OH 

    高锰酸钾(KMnO4)的用途

    KMnO 4有广泛的应用下面讨论了高锰酸钾的一些重要用途:

    • 高锰酸钾用于定性分析以确定高锰酸盐值
    • KMnO 还用作井水处理中的再生化学品,用于去除硫化氢和铁
    • 该化合物还可用作消毒剂,以治愈某些皮肤疾病,例如脚真菌感染,皮炎
    • 高锰酸钾的另一个重要应用是治疗细菌感染
    • KMnO 还已知用于鞣制皮革,印花织物
    • 该化合物甚至可用作漂白剂,杀虫剂和防腐剂。
    • 高锰酸钾最重要的工业应用之一是在许多重要化合物的化学合成中用作氧化剂。

    对健康的影响

    • 高锰酸钾以浓缩形式对人的眼睛和皮肤有刺激性。它可以与许多还原剂或有机材料发生反应,但易燃。
    • KMnO 的抗菌作用取决于该化合物对细菌或组织蛋白质的氧化作用它在皮肤或组织上留下污渍。由于它通过破坏性氧化作用作用于所有有机物,因此其使用仅限于外部目的。
    • 高锰酸钾可作为巴比妥酸盐,水合氯醛和生物碱中毒的解毒剂。当用作胃洗液时,高锰酸盐的1:5000溶液会氧化毒物并阻止其吸收。
    • 该化合物通常存储在密闭的容器中。高锰酸钾应小心处理,因为高锰酸钾与易氧化的物质接触会发生爆炸。

    解决的例子

    题:

    给出在酸性介质和碱性介质中用KMnO 4氧化碘化物的离子方程

    解:

    在酸性介质中:

    [MnO  + 8H + + 5e  →Mn 2+ + 4H 2 O] x 2
    2I  →I 2 + 2e  ] x 5

     

    ————————————————————————

    10I  + 2MnO  + 16H + →2Mn 2+ + 5I 2 + 8H 2 O

    ————————————————————————

    在碱性介质中:

    MnO  + 2H 2 O + 3e  →MnO 2 + 4OH  ] x 2
     + 6OH  →IO  + 3H 2 O + 6e 

    ——————————————————————————
    2MnO  + I  + H 2 O→IO  + 2MnO 2 + 2OH 

    ————————————————————————

     

    经常问的问题

    写出高锰酸钾的配方

    高锰酸钾的化学式为KMnO 4

    高锰酸盐是一种良好的氧化剂。为什么?

    随着原子的氧化态增加,元素变得更具负电性。因此,高锰酸盐是一种良好的氧化剂。

    列出高锰酸钾的两种用途。

    高锰酸钾的两种用途是-用于治疗各种皮肤疾病,例如足部真菌感染。在工业中用作氧化剂。

    高锰酸钾是什么颜色的?

    高锰酸钾的物理状态是无味的固体,看起来像深紫色或青铜色的晶体。当这些晶体溶于水时,溶液变为紫色。

    为什么KMnO 4是自我指标?

    一旦所有高锰酸根离子在反应中用完,被检查的溶液就会失去粉红色。它表明反应已结束,因此自指示剂被称为高锰酸钾,因为它除了是反应物之一以外,还可以作为指示剂。

     更新:20210423 104154


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