新型锂电池正极材料锰酸锂(LiMn
2O
4)有望取代广泛使用的LiCoO
2。工业上用某软锰矿(主要成分为MnO
2,同时含有少量铁、铝及硅等的氧化物)为原料制备锰酸锂的流程如下:

有关物质的溶度积常数
物质
| Fe(OH)2
| Fe(OH)3
| Al(OH)3
| Mn(OH)2
|
Ksp
| 8.0×10-16
| 4.0×l0-38
| 4.5×10-33
| 1.9×l0-13
|
(1)已知,锂电池放电正极的电极反应为:LiMn
2O
4+e
-+Li
+= Li
2Mn
2O
4,则锂电池正极材料锰酸锂中,锰元素的化合价为________。
(2)流程中,FeSO
4的作用是_______,MnO的作用是_________,当滤液中的pH为6时,滤液中所含铝离子的浓度为___________。
(3)采用下图装置电解,离子交换膜将电解池分隔为阳极室和阴极室,两室的溶液分别为硫酸钠溶液和制得的硫酸锰溶液,则阴极室中的溶液为________;电解产生的MnO
2沉积在电极上,该电极反应式为_________。

(4)若将上述装置中的硫酸钠溶液换为软锰矿的矿浆,并加入适量的硫酸铁及硫酸,可一次性完成软锰矿的浸出反应与电解沉积MnO
2反应,电解时,Fe
3+先放电生成Fe
2+,产生的Fe
2+再与矿浆中的 MnO
2反应,周而复始,直至矿浆中的MnO
2完全浸出。则Fe
2+与矿浆中MnO
2反应的离子方程式为__________。
(5)写出高温煅烧生成锰酸锂的化学方程式___________。