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工业上用软锰矿(主要成分是二氧化锰)制取高锰酸钾和软磁铁氧体材料MnxO4,其流程如下(部分条件和产物省略):请回答下列问题:(1)K2MnO4中锰元素的化合价是___.(2)写出粉碎矿石
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问题描述:

工业上用软锰矿(主要成分是二氧化锰)制取高锰酸钾和软磁铁氧体材料MnxO4,其流程如下(部分条件和产物省略):

请回答下列问题:

(1)K2MnO4中锰元素的化合价是___.

(2)写出粉碎矿石和氢氧化钾熔融物中通入空气时,发生主要反应的化学方程式___.

(3)分析下表数据.工业上采用Ⅲ得到较纯净的高锰酸钾,Ⅲ中包含的操作名称是___.

温度/℃
溶解度/g1020304060
KC2O3107109111114126
KMnO42.834.316.349.0312.6
(4)上述工业流程中试剂X的最佳物质是(填化学式)___;设计步骤Ⅳ的目的是___.

(5)通过煅烧MnSO4•H2O可制得软磁铁氧体材料MnxO4.下图是煅烧MnSO4•H2O时温度与剩余固体质量变化的曲线.该曲线中A段所表示物质的化学式是___;MnxO4中x=___.

沙芸回答:
  (1)设化合物K2MnO4中Mn元素化合价为n价,依化合物中各元素化合价代数和为零的原则,有(+1)×2+n+(-2)×4=0,解之得n=+6,   故答案为:+6;   (2)由工艺流程转化关系可知,MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K2MnO4,根据元素守恒还应生成水.反应中锰元素由+4价升高为+6价,总升高2价,氧元素由0价降低为-2价,总共降低4价,化合价升降最小公倍数为4,所以MnO2系数2,O2系数为1,根据锰元素守恒确定K2MnO4系数为2,根据钾元素守恒确定KOH系数为4,根据氢元素守恒确定H2O系数为2,所以反应化学方程式为2MnO2+4KOH+O2 高温 . 
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