Problème 2

Le chauffage d'un mélange de l'élément A et de fluor (rapport molaire 1 : 9, pression ~1 MPa) à 900 °C donne trois produits cristallins B, C, D (fondant tous en-dessous de 150 °C). La teneur en fluor de C est 36,7 % et celle de D 46,5 % en masse. La réaction de B avec

\ce{HOSO2F}

anhydre à -75 °C donne E + HF ; les cartes de densité électronique de E aux rayons X présentent des maxima de 52, 58, 104 et 350, à peu près proportionnels aux numéros atomiques. 2.1 Attribuer ces maxima aux éléments de E (F, O, S, A) et déterminer le numéro atomique et l'identité de A. 2.2 En traitant 450,0 mg de C par un excès de mercure, on libère 53,25 cm

^3

de gaz A à 101,0 kPa et 25 °C. Calculer la masse atomique relative de A et identifier B, C, D et E. 2.3 L'hydrolyse dans l'eau s'effectue comme suit : B s'hydrolyse en A,

\ce{O2}

et HF ; C s'hydrolyse en A,

\ce{O2}

(rapport molaire 4 : 3),

\ce{AO3}

aqueux et HF ; D s'hydrolyse en

\ce{AO3}

aqueux et HF. Écrire les trois équations d'hydrolyse équilibrées. 2.4 L'hydrolyse quantitative d'un mélange de B, C, D donne 60,2 cm

^3

de gaz à 290 K et 100 kPa contenant 40,0 % d'

\ce{O2}

en volume. Le

\ce{AO3}

dissous est titré par

\ce{FeSO4}

0,100 M, nécessitant 36,0 cm

^3

(

\ce{Fe^{2+}}

est oxydé en

\ce{Fe^{3+}}

\ce{AO3}

est réduit en A). Calculer la composition molaire du mélange initial de B, C, D.

Étape 3 sur 5 : Réactions d'hydrolyse

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\begin{aligned} \ce{XeF2 + H2O &-> Xe + 2 HF + 0.5 O2} \\ \ce{XeF4 + 2 H2O &-> \tfrac{2}{3} Xe + 4 HF + \tfrac{1}{3} XeO3 + 0.5 O2} \\ \ce{XeF6 + 3 H2O &-> XeO3 + 6 HF} \end{aligned}

Analyse

Xe(II) réduit quantitativement l'eau en $\ce{O2}$ en donnant $\ce{Xe^0}$ ; Xe(IV) se dismute en $\ce{Xe^0}$ et $\ce{Xe^{VI}}$ (rapport 2:1) tout en dégageant $\ce{O2}$ ( $n(\ce{Xe}):n(\ce{O2}) = 2/3 : 1/2 = 4:3$ ) ; Xe(VI) s'hydrolyse sans oxydoréduction directement en $\ce{XeO3}$ .