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問題 2

元素Aとフッ素の混合物（モル比1 : 9、圧力約1 MPa）を900 °Cに加熱すると、3種の結晶生成物B, C, D（いずれも融点150 °C以下）が得られる。Cのフッ素含有率は36.7 %、Dは46.5 %（重量比）。Bを無水 HOSOX2F\ce{HOSO2F} と-75 °Cで反応させると E + HF が生成；EのX線回折像は52、58、104、350の電子密度極大を示し、原子番号におよそ比例する。2.1 これら極大をE中の元素（F, O, S, A）に帰属し、Aの原子番号と同定を行え。2.2 C 450.0 mg を過剰の水銀と処理すると、101.0 kPa、25 °Cで気体A 53.25 cm3^3 が遊離した。Aの相対原子質量を求め、B, C, D, Eを同定せよ。2.3 水による加水分解：BはA、OX2\ce{O2}、HFへ；CはA、OX2\ce{O2}（モル比4 : 3）、水溶液の AOX3\ce{AO3}、HFへ；Dは水溶液の AOX3\ce{AO3} とHFへ加水分解する。3つの配平化学反応式を書け。2.4 B, C, D の混合物の定量的加水分解で、290 K、100 kPa で体積40.0 %の OX2\ce{O2} を含む気体 60.2 cm3^3 が得られた。溶存した AOX3\ce{AO3} を 0.100 M FeSOX4\ce{FeSO4} で滴定したところ 36.0 cm3^3 を要した（FeX2+\ce{Fe^{2+}} は FeX3+\ce{Fe^{3+}} に酸化され、AOX3\ce{AO3} はAに還元される）。元のB, C, D混合物のモル組成を計算せよ。
ステップ 5/5: XeF6とモル百分率を求める
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n(XeOX3)=16n(FeX2+)=6.00×10−4 mol;c=6.00×10−4−13b=1.00×10−4 moln(\ce{XeO3}) = \tfrac{1}{6}n(\ce{Fe^{2+}}) = 6.00\times 10^{-4}\ \text{mol};\quad c = 6.00\times 10^{-4} - \tfrac{1}{3}b = 1.00\times 10^{-4}\ \text{mol}
分析

還元反応 6 FeX2++XeOX3+3 HX2O→6 FeX3++Xe+6 OHX−\ce{6Fe^{2+} + XeO3 + 3H2O -> 6Fe^{3+} + Xe + 6OH^-} は XeOX3\ce{XeO3} 1個につき FeX2+\ce{Fe^{2+}} が6個必要なので、n(XeOX3)=(0.100×36.0×10−3)/6=6.00×10−4n(\ce{XeO3}) = (0.100 \times 36.0\times 10^{-3})/6 = 6.00\times 10^{-4} mol。XeOX3\ce{XeO3} は (1/3)b+c(1/3)b + c 由来なので、c=n(XeFX6)=6.00×10−4−5.00×10−4=1.00×10−4c = n(\ce{XeF6}) = 6.00\times 10^{-4} - 5.00\times 10^{-4} = 1.00\times 10^{-4} mol。混合物は 0.500.50 mmol XeFX2\ce{XeF2}（23.8 %）、1.501.50 mmol XeFX4\ce{XeF4}（71.4 %）、0.100.10 mmol XeFX6\ce{XeF6}（4.8 %）を含む。