Chemistry Labs

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 3/5 步:水解反应方程式
XeFX2+HX2O→Xe+2 HF+0.5 OX2XeFX4+2 HX2O→23 Xe+4 HF+13 XeOX3+0.5 OX2XeFX6+3 HX2O→XeOX3+6 HF\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}
分析

Xe(II)定量将水还原为 OX2\ce{O2} 生成 XeX0\ce{Xe^0};Xe(IV)歧化为 XeX0\ce{Xe^0} 与 XeXVI\ce{Xe^{VI}}(比例2:1),同时释放 OX2\ce{O2}(n(Xe):n(OX2)=2/3:1/2=4:3n(\ce{Xe}):n(\ce{O2}) = 2/3 : 1/2 = 4:3);Xe(VI)发生非氧化还原水解直接生成 XeOX3\ce{XeO3}。