当前位置:首页 > > 正文

锰的制备方法

  • 锰的制备方法
  • 2024-03-29 03:32:21
  • 8

简介电解法工业上可以用通直流电电解硫酸锰溶液的方法制备金属锰。这种方法成本较高,但成品纯度好。制备溶液采用锰矿粉与无机酸反应加热制取锰盐溶液,同时向溶液中加入铵盐作缓冲剂,用加氧化剂氧化中和的方法除去铁,...

电解法

锰的制备方法

工业上可以用通直流电电解硫酸锰溶液的制备方法制备金属锰。这种方法成本较高,制备但成品纯度好。制备

制备溶液采用锰矿粉与无机酸反应加热制取锰盐溶液,制备同时向溶液中加入铵盐作缓冲剂,制备用加氧化剂氧化中和的制备方法除去铁,加硫化净化剂除去重金属,制备然后过滤分离,制备在溶液中加入电解添加剂作为电解溶液。制备工业生产广泛采用硫酸浸锰方法制取电解液,制备用氯化锰盐溶液电解制取金属锰的制备方法还未形成规模性生产。

制取硫酸锰所用的制备锰矿粉分菱锰矿和软锰矿两种。用菱锰矿粉制取硫酸锰的制备主要化学反应为:

用软锰矿制取硫酸锰,先要对软锰矿进行还原焙烧,制备还原成一氧化锰,制备然后用硫酸浸取,其主要化学反应为:

电解操作过程。向隔模电解槽注入含硫酸铵的硫酸锰水溶电解液,接通直流电,产生电析作用,在阴极板上析出金属锰,阳极板析出氧气。 化学方程式为:

周期性地更换阴极板,对电析产物进行钝化、水洗、烘干、剥离等处理,获得金属锰产品。 实验室制备可以用火法制备金属锰,火法冶炼包括硅还原法(电硅热法)和铝还原法(铝热法)。

一、铝还原法(铝热法)

铝热法是采用铝作还原剂,利用还原氧化锰释放的化学热进行冶炼的一种生产金属锰方法。MnO比热效果小反应实际上不能进行;而MnO2比热效果大,活性氧含量过大,反应几乎是爆发式进行。因此Mn3O4最好。反应的方程式为:

由于铝还原法不能去除杂质,需要用纯度 8Al+3Mn3O4==9Mn+4Al2O3

高的软锰矿(MnO2)甚至用电解二氧化锰作原料。Al还原法需要耗铝成本高,但具有反应过程激烈,生产设备和工艺比较简单的优点。但即使用含锰量特别高的原料冶炼,合金仍然夹杂有磷、铝等有害杂质,此法很少用来生产金属锰。

二、硅还原法(电硅热法)

电硅热法生产金属锰应用得比较广泛,这种方法的主要优点是生产成本比较低,然而与电解法相比,对锰矿品位要求比较高,获得的金属锰纯度不高,含锰为94%~98%。当采用硅锰与锰矿熔炼时:MnO2在1000℃高温下分解成Mn3O4和O2在熔融炉渣中,Mn3O4被Si置换分解:

MnO最后被Si再还原为金属锰。用硅(Si)或低碳硅锰还原,发热量小,必须在电炉内进行,过程反应为:

上式反应属可逆反应,需添加石灰使SiO2造渣,使反应向右进行。

锰的性质和用途有哪些

固态:2价的锰盐含结晶水的多为粉红色,以四水氯化锰(MnCl2 4H2O)为代表。 而无水物多为白色,无水硫酸锰有极淡的粉色,一水硫酸锰几乎为白色 3价的锰化合物不稳定,以三氟化锰最具代表意义,资料上说它是红色结晶。 4价锰以二氧化锰为代表,它是黑色粉末 6价锰以锰酸盐为代表,它们是墨绿色的晶体。 7价锰以高锰酸盐为代表,它们是暗紫黑色的晶体。 锰单质我只见过锰粉,它是黑色粉末,而资料上说纯净的锰片是银白色金属。溶液中:Mn2+是淡粉红色的,它的颜色基本上看得出来,比亚铁离子明显。 Mn3+有明显的红色,比Mn2+深得多 MnO4 2-(锰酸根)是墨绿色的 MnO4 -(高锰酸根)是紫色的(浓溶液看起来呈紫黑色)上述物质除了固态三氟化锰,固态锰酸钾,纯锰片之外,其余物质都是本人亲眼见过的,因此楼主完全可以相信我。

高锰酸钾的作用

锰是银白色金属,质坚而脆。属于VIIB族元素。密度7.44克/立方厘米。熔点1244℃。在固态状态时它以四种同素异形体存在α锰(体心立方),β锰(立方体),γ锰(面心立方),δ锰(体心立方)。锰属于比较活泼的金属,加热时能和氧气化合,易溶于稀酸生成二价锰盐。

用途在钢铁工业中主要用于钢的脱硫和脱氧;也用作为合金的添加料,以提高钢的强度、硬度、弹性极限、耐磨性和耐腐蚀性等;在高合金钢中,还用作奥氏体化合元素,用于炼制不锈钢、特殊合金钢、不锈钢焊条等。此外,还用于有色金属、化工、医药、食品、分析和科研等方面。

扩展资料:

锰以化合物形式广泛存在于自然界中,在地壳内锰的平均含量(质量分数)约为0.1%*(质量分数),在元素周期表中,锰属过渡元素,与铬、铁相邻,化学活性比铬弱,比铁强。锰细粉状金属锰在空气中易燃烧。

但大块状金属锰在常温下不易受空气中的氧侵蚀,这是因为在空气中金属锰表面易生成一层氧化物膜,对内层金属锰起到了保护作用。在水中则易生成氢氧化物膜,可进一步阻止锰对水分子中氢的置换作用。但是,若把锰放入含有NH4Cl的水溶液中,则置换反应能顺利进行。

百度百科-锰

某研究学习小组经过查阅资料发现,锰(Mn)也能排入下列金属活动性顺序中:K、Ca、Na、Mg、Al、Mn、Zn、_

高锰酸钾的作用:

在化学品生产中,广泛用作氧化剂,如用作制糖精、维生素C、异烟肼及安息香酸的氧化剂;

医药中用作防腐剂、消毒剂、除臭剂及解毒剂;

在水质净化及废水处理中,作水处理剂,以氧化硫化氢、酚、铁、锰和有机、无机等多种污染物,控制臭味和脱色;

还用作漂白剂、吸附剂、着色剂及消毒剂等。

扩展资料

1、物化性质

紫色的结晶固体,溶于水、碱液,微溶于甲醇、丙酮、硫酸,密度为1.01g/mLat 25°C,熔点是240°C,20 ?C条件下,100mL水可溶解6.4 g高锰酸钾。稳定,但接触易燃材料可能引起火灾。

2、健康危害

高锰酸钾有毒,且有一定的腐蚀性。吸入后可引起呼吸道损害。溅落眼睛内,刺激结膜,重者致灼伤。刺激皮肤后呈棕黑色。浓溶液或结晶对皮肤有腐蚀性,对组织有刺激性。

口服后,会严重腐蚀口腔和消化道。出现口内烧灼感、上腹痛、恶心、呕吐、口咽肿胀等。口服剂量大者,口腔粘膜黑染呈棕黑色、肿胀糜烂,胃出血,肝肾损害,剧烈腹痛,呕吐,血便,休克,最后死于循环衰竭,高锰酸钾纯品致死量约为10g。

百度百科-高锰酸钾

MnO2如何提炼锰

(1)根据金属活动性顺序,…(④H)⑤Cu ⑥Hg ⑦Ag Pt Au,可知⑥为金属汞,其元素符号为Hg;

(2)由于锰位于氢之前,锰可与酸如稀盐酸、稀硫酸反应而放出氢气,根据锰盐中锰元素显+2价,锰与盐酸反应的化学方程式为Mn+2HCl═MnCl2+H2↑;

(3)可利用把金属锰分别放入氯化铝溶液、氯化锌溶液等方法,或利用锌的活动性不如锰强而采取把锌放入MnCl2溶液中无明显变化的方法,检验锰的活动性比铝弱而比锌强;

锰与氯化锌反应生成氯化锰和锌,根据锰盐中锰元素显+2价,反应的化学方程式为Mn+ZnCl2═MnCl2+Zn;由实验可得出:锰(Mn)的金属活动性顺序在铝和锌之间;

故答案为:

(1)Hg;

(2)Mn+2HCl═MnCl2+H2↑(或Mn+H2SO4═MnSO4+H2↑);

(3)

实验步骤实验现象结论
①向一支盛有氯化铝溶液的试管中加入金属锰无明显现象?
②向一支盛有氯化锌溶液的试管中加入金属锰金属表面有银白色物质金属活动性:锰比锌强

实验步骤实验现象结论
①向一支盛有氯化铝溶液的试管中加入金属锰无明显现象?
②向一支盛有氯化锌溶液的试管中加入金属锰金属表面有银白色物质金属活动性:锰比锌强
③向盛有MnCl2溶液的试管中加入金属锌无明显现象金属活动性:锰比锌强

实验所涉及的化学方程式:Mn+ZnCl2═MnCl2+Zn;

结论:锰(Mn)的金属活动性顺序在铝和锌之间.

金属锰的提炼方式主要有热法(火法)和电解法(湿法)两种,热法生产(金属锰)纯度不超过95~98%,而纯的金属锰则是由电解法制备(电解金属锰),其纯度可达99.7~99.9%以上。现在,电解法生产已成为金属锰生产的主要方式。

电解金属锰是用锰矿石经酸浸出获得锰盐,再送电解槽电解析出的单质金属。外观似铁,呈不规则片状,质坚而脆,一面光亮,另一面粗糙,为银白色到褐色,加工为粉末后呈银灰色;在空气中易氧化,遇稀酸时溶解并置换出氢,在略高于室温时,可分解水而放出氢气。Mn+H2O(热)=Mn(OH) 2+H2↑

锰在电动序中位于氢之前,故易溶于酸,甚至醋酸也能使它溶解而放出氢气,同时生成Mn2+离子。

Mn+2HCl=MnCl 2+H2↑

Mn+H2SO4 (稀)=Mn SO4+H2↑

3Mn+8HNO3 (稀)=3Mn (NO3) 2+2NO↑+4H2O

火法

3MnO2=Mn3O4+O2

3Mn3O4+8Al=9Mn+4Al2O3

湿法

阳极: 2H2O-4e-=O2+4H+

阴极:Mn2+ + 2e-=Mn

按用途分为:冶金用锰矿石、电池用锰矿石、化工用锰矿石。

A.冶金用锰矿石

1、根据 P/Mn 比值分为:

低磷矿石:比值 ≤0.003

中磷矿石:比值 0.003 — 0.006

高磷矿石:比值 >0.006

2、根据 CaO+MgO/SiO2+Al2O3比值分为:

酸性矿石: 比值 <0.8

自熔性矿石:比值0.8 — 1.2

碱性矿石: 比值 >1.2

3、据 Mn/Fe比值划分为:

铁锰矿石: 比值 <1

高铁锰矿石: 比值1 — 3

中铁锰矿石: 比值3 — 6

低铁锰矿石: 比值 >6

B.电池用锰矿石可根据其中MnO2 内部结构晶体化分为α、β、γ、δ、ρ等型放电锰矿石。

C.化工用锰矿石按用途可以分为电解金属锰用,电解二氧化锰用及制锰盐用矿石。