В соединении Mn₂O₇ марганец имеет степень окисления +7. Вопрос заключается в том, чтобы определить, в каком из других перечисленных соединений марганец имеет такую же степень окисления.
K₂MnO₄: В этом соединении марганец связан с двумя атомами калия (K) и четырьмя атомами кислорода (O). Калий всегда имеет степень окисления +1. Общая степень окисления двух атомов калия составляет +2. Кислород обычно имеет степень окисления -2, и суммарная степень окисления четырёх атомов кислорода составляет -8. Чтобы соединение было нейтральным, степень окисления марганца должна компенсировать эти заряды:
2 (+1) + x + 4 (-2) = 0
2 + x - 8 = 0
x = +6.
В K₂MnO₄ марганец имеет степень окисления +6.
MnO₂: В этом соединении марганец связан с двумя атомами кислорода. Кислород имеет степень окисления -2, и суммарная степень окисления двух атомов кислорода составляет -4. Чтобы соединение было нейтральным, степень окисления марганца должна компенсировать эти заряды:
x + 2 * (-2) = 0
x - 4 = 0
x = +4.
В MnO₂ марганец имеет степень окисления +4.
Mn(OH)₂: В этом соединении марганец связан с двумя гидроксидными группами (OH). Гидроксидная группа имеет общую степень окисления -1. Суммарная степень окисления двух гидроксидных групп составляет -2. Чтобы соединение было нейтральным, степень окисления марганца должна компенсировать эти заряды:
x + 2 * (-1) = 0
x - 2 = 0
x = +2.
В Mn(OH)₂ марганец имеет степень окисления +2.
KMnO₄: В этом соединении марганец связан с одним атомом калия (K) и четырьмя атомами кислорода (O). Калий имеет степень окисления +1. Кислород имеет степень окисления -2, и суммарная степень окисления четырёх атомов кислорода составляет -8. Чтобы соединение было нейтральным, степень окисления марганца должна компенсировать эти заряды:
(+1) + x + 4 * (-2) = 0
1 + x - 8 = 0
x = +7.
В KMnO₄ марганец имеет степень окисления +7.
Таким образом, марганец имеет такую же степень окисления (+7), как и в Mn₂O₇, в соединении KMnO₄. Следовательно, правильный ответ — 4) KMnO₄.