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第 2 题

将元素A与氟的混合物（摩尔比1 : 9，压力约1 MPa）加热至900 °C，生成三种结晶产物B、C、D（熔点均低于150 °C）。C的氟质量分数为36.7 %，D为46.5 %。B在-75 °C与无水 HOSOX2F\ce{HOSO2F} 反应生成 E + HF；E的X射线衍射电子密度极大值分别为52、58、104和350，大致与原子序数成正比。2.1 将这些极大值归属到E中的元素（F、O、S、A），并确定A的原子序数及其实体。2.2 用450.0 mg C与过量汞反应，在101.0 kPa和25 °C下释放出53.25 cm3^3气体A。计算A的相对原子质量，并确定B、C、D、E。2.3 水解反应如下：B水解生成A、OX2\ce{O2} 和HF；C水解生成A、OX2\ce{O2}（摩尔比4 : 3）、水溶性 AOX3\ce{AO3} 和HF；D水解生成水溶性 AOX3\ce{AO3} 和HF。写出三个配平的水解方程式。2.4 定量水解B、C、D的混合物，在290 K和100 kPa下收集到60.2 cm3^3含40.0 %（体积分数）OX2\ce{O2} 的气体。溶解的 AOX3\ce{AO3} 用0.100 M FeSOX4\ce{FeSO4} 滴定，耗用36.0 cm3^3（FeX2+\ce{Fe^{2+}} 氧化为 FeX3+\ce{Fe^{3+}}，AOX3\ce{AO3} 还原为A）。计算B、C、D原混合物的摩尔组成百分比。
第 2/5 步：确认原子量并确定氟化物
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n(Xe)=pVRT=2.17×10−3 mol;M=0.45002.17×10−3=207.4 g mol−1  ⇒  XeFX4n(\ce{Xe}) = \dfrac{pV}{RT} = 2.17\times 10^{-3}\ \text{mol};\quad M = \dfrac{0.4500}{2.17\times 10^{-3}} = 207.4\ \text{g mol}^{-1} \;\Rightarrow\; \ce{XeF4}
分析

释放的气体体积给出 n(Xe)=2.17×10−3n(\ce{Xe}) = 2.17\times 10^{-3} mol，故 M(C)=0.450/2.17×10−3=207.4M(\text{C}) = 0.450 / 2.17\times 10^{-3} = 207.4 g mol−1^{-1}。含F 36.7 %时 m(F)=76.1m(\ce F) = 76.1 g mol−1^{-1} 对应4个氟原子，得 M(Xe)=207.4−76.1=131.3M(\ce{Xe}) = 207.4 - 76.1 = 131.3 g mol−1^{-1} 且C为 XeFX4\ce{XeF4}。随后D中46.5 % F对应 XeFX6\ce{XeF6}，B为 XeFX2\ce{XeF2}，E为 XeF(OSOX2F)\ce{XeF(OSO2F)}。