加热高锰酸钾(高锰酸钾加热的化学反应式怎样读
2 KMnO4 ==加热== K2MnO4 + MnO2 + O2↑
分解产物锰酸钾、二氧化锰和氧气
分解产物锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学式不好打出来
KMnO4的热分解过程,是一个高价锰将-2价氧氧化为氧气逸出,高价锰自身逐渐被还原为较低价锰的过程。
锰元素变价很多,+6价锰含氧酸盐(例如K2MnO4)和+5价锰含氧酸盐(例如K3MnO4)在干态(无水)条件下都有一定的稳定性,MnO2也微显两性,干态下也能形成+4价锰含氧酸盐,例如K2MnO3,可看作K2O·MnO2。
,KMnO4的分解,随着温度逐渐升高,大致趋势是+7价锰被还原的价态越来越低,例如,240摄氏度左右KMnO4的分解反应主要是
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑
KMnO4较低温度分解产物中含有K2MnO4是可以通过实验验证的,将少量KMnO4晶体(0.5g左右)放在干燥较大试管中,用酒精灯加热一段时间,待晶体全部变成黑色粉末状,将黑色粉末倒进50ml 5%—10% NaOH溶液中,稍加搅拌,溶液即变成美丽的深绿色(锰酸根离子的颜色),注意溶解黑色粉末要用较浓的NaOH溶液,不能用水,否则锰酸根离子会歧化,又得到高锰酸根离子,溶液会变成紫色。
继续升高温度,分解反应主要可能是
3KMnO4 = K3MnO4 + 2MnO2 + 2O2↑
或者说K2MnO4(锰酸钾)进一步分解,那么锰酸钾热分解反应可写作
3K2MnO4 = 2K3MnO4 + MnO2 + O2↑
实验室酒精灯加热的反应条件下,反应一般可进行到生成K3MnO4这一阶段,生成的氧气量比仅考虑生成K2MnO4计算得到的理论量要大一些。
如果高温加热(500摄氏度以上甚至更高),可能得到K2MnO3或者说K2O·MnO2
4KMnO4 = 2K2MnO3 + 2MnO2 + 3O2↑
如果温度再高,MnO2也会分解得到Mn3O4、Mn2O3等,反应就更复杂了,例如可能有下列反应(仅为示意性的,不一定真正生成K2O)
12KMnO4 = 6K2O + 4Mn3O4 + 13O2↑
实际上,上述一系列反应也仅是示意性的,不能完全表示出KMnO4的分解产物,由于锰元素的多变价,甚至在加热温度不太高的情况下,就会生成一些很复杂的化合物,例如K2Mn4O8(可看作K2O·Mn2O3·2MnO2)、KMnO2(可看作K2O·Mn2O3)等,自然界的“水钠锰矿”组成和结构与K2Mn4O8可能有相似之处。,分解产物中不会有真正的K2O,K2O与+3价—+7价的锰氧化物在干态下,通常都能结合生成盐或者相当于“盐”的复杂化合物。
如果KMnO4与含碳的还原剂混合燃烧,例如KMnO4与甘油反应自燃(注意安全!),或者将KMnO4与蔗糖混合(注意千万勿混合研磨!有燃烧爆炸危险!)再滴入甘油引燃,由于生成CO2,而CO2的酸性较强,则反应产物中生成K2CO3,生成Mn3O4、Mn2O3、MnO2等,湿润的红色石蕊试纸接触燃烧烟雾后变蓝,主要是K2CO3导致的。