Tailieumoi.vn biên soạn và giới thiệu các kiến thức trọng tâm về Mangan (Mn) bao gồm định nghĩa, tính chất vật lí, tính chất hóa học, ứng dụng và cách điều chế của Mangan, giúp học sinh ôn tập và bổ sung kiến thức cũng như hoàn thành tốt các bài kiểm tra môn Hóa học. Mời các bạn đón xem:

Mangan (Mn): Tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng và cách điều chế

I. Định nghĩa Mangan (Mn) là gì? 

- Mangan là kim loại chiếm khoảng 1000 ppm (0,1%) trong vỏ Trái Đất, đứng hàng thứ 12 về mức độ phổ biến của các nguyên tố ở đây. Đất chứa 7–9000 ppm mangan với hàm lượng trung bình 440 ppm. Nước biển chỉ chứa 10 ppm mangan và trong khí quyển là 0,01 µg/m3.

- Kí hiệu: Mn

- Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d54s2 [Ar] 3d54s2

- Số hiệu nguyên tử: 25

- Khối lượng nguyên tử: 55 g/mol

- Vị trí trong bảng tuần hoàn

   + Ô: 25

   + Nhóm: VIIB

   + Chu kì: 4

- Đồng vị: 52Mn, 53Mn, 54Mn, 55Mn

- Độ âm điện: 1,55

II. Tính chất vật lí & nhận biết của Mangan (Mn)

1. Tính chất vật lí:

- Mangan là kim loại màu trắng xám, giống sắt. Nó là kim loại cứng và rất giòn, khó nóng chảy, nhưng lại bị ôxi hóa dễ dàng. Mangan kim loại chỉ có từ tính sau khi đã qua xử lý đặc biệt.

- Mangan có khối lượng riêng là 7,44 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy là 12450C và sôi ở 20800C.

III. Tính chất hóa học của Mangan (Mn)

- Trạng thái ôxi hóa phổ biến của nó là +2, +3, +4, +6 và +7. Trạng thái ôxy hóa ổn định nhất là mangan +2.

- Mangan có tính khử khá mạnh

a. Tác dụng với phi kim

- Tác dụng trực tiếp được với nhiều phi kim.

Mn (bột) + O2→ MnO2. (tự bốc cháy)

Mn + Cl2 → MnCl2.

b. Tác dụng với axit

- Tác dụng với HCl và H2SO4 loãng:

Mn (bột) + 2HCl (loãng) → MnCl2 + H2

- Tác dụng với HNO3 và H2SO4 đặc:

Mn + 2H2SO4 (đặc) → MnSO4 + SO2 + 2H2O.

3Mn + 8HNO3 (loãng, nóng) → 3Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

c. Tác dụng với nước

Mn (bột) + 2H2O (hơi) → Mn(OH)2 + H2 .

IV. Trạng thái tự nhiên của Mangan (Mn)

- Mangan tự nhiên là bao gồm 1 đồng vị bền 55Mn. 18 đồng vị phóng xạ đã được miêu tả đặc điểm trong đó đồng vị phóng xạ ổn định nhất là 53Mn.

- Mangan chiếm khoảng 0,1% khối lượng trong vỏ Trái Đất, đứng hàng thứ 12 về mức độ phổ biến của các nguyên tố. Mangan có mặt chủ yếu trong pyrolusit (MnO2), braunit, (Mn2+Mn3+6)(SiO12), psilomelan (Ba,H2O)2Mn5O10, và ít hơn trong rhodochrosit (MnCO3).

V. Điều chế Mangan (Mn)

   - Quặng mangan được trộn với quặng sắt và cacbon, sau đó khử hoặc trong lò cao hoặc trong lò điện hồ quang.

   - Mangan tinh khiết được sản xuất bằng cách cho quặng mangan đã được ngâm chiết với axit sulfuric và tiếp theo là xử lý bằng điện phân dung dịch.

VI. Ứng dụng Mangan (Mn)

   - Mangan có vai trò quan trọng trong sản xuất sắt thép vì có tác dụng khử lưu huỳnh, khử ôxi, và mang những đặc tính của hợp kim.

   - Mangan là thành phần chủ yếu trong việc sản xuất thép không rỉ với chi phí thấp, và có trong hợp kim nhôm. Nó còn được thêm vào dầu hỏa để giảm tiếng nổ lọc xọc cho động cơ. Mangan đioxít được sử dụng trong pin khô, hoặc làm chất xúc tác.

   - Kali pemanganat là chất ôxi hóa mạnh, dùng làm chất tẩy uế trong hóa học và y khoa.

VII. Các hợp chất quan trọng của Mangan

   - Mangan (II) clorua: MnCl2

   - Mangan (II) cacbonat: MnCO3

   - Mangan (II) sunfat: MnSO4

VIII. Bài tập liên quan về Mangan (Mn)

Ví dụ 1: Cho 19,2 g hỗn hợp gồm Al và Mn tác dụng vừa đủ với Cl2 thu được 51,15 g muối. Xác định khối lượng của Mn có trong hỗn hợp đầu

A. 16,5g    

B. 17,5g    

C.18,5g    

D.73,5g

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

Ví dụ 2: Khi cho 5,5 g một kim loại R hoá trị II tác dụng với Cl2 thu được 12,6g muối. Tìm kim loại R?

A. Cu    

B. Mn    

C. Zn    

D. Fe

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Ví dụ 3: Khi cho Mn tác dụng với khí clo thu được muối. Mn trong phản ứng đóng vai trò là chất gì?

A. Chất khử    

B. Chất oxi hóa

C. Chất xúc tác    

D. Chất môi trường

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

Mn0 -2e → Mn2+

Ví dụ 4: Trong các phương trình hóa học sau, có bao nhiêu phản ứng không tạo ra chất khí ?

H2O + Mg →

HCl + Mg(HCO3)2 →

C6H6 + HCl →

C2H5OH + HCOOH →

Cu + H2O + O2 + CO2 →

[Ag(NH3)2]OH + HCOONa →

AlCl3 + Mn →

Fe(NO3)2 + Na2CO3 →

A. 4    

B. 5    

C. 6    

D. 7

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

H2O + Mg → H2 ↑ + MgO

2HCl + Mg(HCO3)2 → H2O + MgCl2 + 2CO2 ↑

C6H6 + 2HCl → 2H2 ↑ + C6H4Cl2

C2H5OH + HCOOH →H2O + HCOOC2H5

Cu + H2O + O2 + CO2 → Cu2CO3(OH)2

2[Ag(NH3)2]OH + HCOONa → 2Ag + H2O + 3NH3 v + NH4NaCO3

2AlCl3 + 3Mn → 2Al + 3MnCl2

Fe(NO3)2 + Na2CO3 → FeCO3 + 2NaNO3

Ví dụ 5: Cho 16,5g mangan tác dụng với vừa đủ nhôm clorua thì thu được m g chất rắn . Giá trị của m là :

A. 6,75g    

B. 4,05g    

C. 2,7g    

D. 5,4g

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Phương trình hóa học : 2AlCl3 + 3Mn → 2Al + 3MnCl2

Ta có : nMb = 16,5/55 = 0,3 mol

Theo phương trình : nAl = 2/3 . nMb =2/3 . 0,3 = 0,2 mol

⇒ mAl = 0,2. 27 = 5,4 g

Ví dụ 6: Điều kiện để phản ứng xảy ra khi cho Mn tác dụng với AlCl3 là

A.xúc tác    

B. áp suất    

C. nhiệt độ    

D. Cả A, B, C

Hướng dẫn giải:

Đáp án C