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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 4/5 步：求解XeF2和XeF4
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{a+23b=1.50×10−312a+12b=1.00×10−3  ⇒  a=0.50×10−3, b=1.50×10−3 mol\begin{cases} a + \tfrac{2}{3}b = 1.50\times 10^{-3} \\ \tfrac{1}{2}a + \tfrac{1}{2}b = 1.00\times 10^{-3} \end{cases} \;\Rightarrow\; a = 0.50\times 10^{-3},\ b = 1.50\times 10^{-3}\ \text{mol}
分析

总气体为 n=(100×103×60.2×10−6)/(8.314×290)=2.50×10−3n = (100\times 10^3 \times 60.2\times 10^{-6}) / (8.314 \times 290) = 2.50\times 10^{-3} mol，其中 n(OX2)=1.00×10−3n(\ce{O2}) = 1.00\times 10^{-3} mol、n(Xe)=1.50×10−3n(\ce{Xe}) = 1.50\times 10^{-3} mol。设 a=n(XeFX2)a = n(\ce{XeF2})、b=n(XeFX4)b = n(\ce{XeF4})：a+b=2.00×10−3a + b = 2.00\times 10^{-3} 且 a+(2/3)b=1.50×10−3a + (2/3)b = 1.50\times 10^{-3}，解得 a=0.50a = 0.50 mmol、b=1.50b = 1.50 mmol。