Question

氙和氟反應，生成XeF₂和XeF₄的固體混合物（設其平均分子式為XeF_a），將此混合物分為兩等份，分別進行分析．
（1）用水處理一份固體，反應為：XeF_a+H₂O→Xe↑+O₂↑+XeO₃+HF（未配平），得到60.00mL氣體，其中24.00mL為O₂，其余為Xe．
①溶液中的XeO₃能氧化30.00mL 1.000mol/L的Fe²⁺，生成Xe和Fe³⁺，則XeO₃的物質的量為

0.005

mol．
②若反應式中O₂的系數為24，XeF_a的系數為

120

6-a

，則XeO₃的系數為

36a-96

6-a

（用a表示）．
（2）用KI處理另一份固體，得到單質Xe和碘，這些碘需要35.00mL 2.000mol/L Na₂S₂O₃溶液與之完全反應：2Na₂S₂O₃+I₂→Na₂S₄O₆+2NaI
①XeF_a的總物質的量為

0.07

a

mol（用a表示）．
②a=

3.5

．
③固體混合物中XeF₂與XeF₄的物質的量之比n（XeF₂）：n（XeF₄）=

1：3

．

Answer 1

分析：（1）、①XeO₃中Xe的化合價為+6，降低為Xe中0價，鐵元素化合價由Fe²⁺中+2價升高為Fe³⁺中+3價，據此結合電子轉移守恒計算；
②根據O₂的體積可知Xe體積為36mL，利用體積之比等于化學計量數之比確定O₂、Xe的系數關系，進而確定Xe的系數，利用Xe元素守恒計算XeO₃的系數，據此計算；
（2）、①Xe在XeF_a是為+a價，由反應中電子轉移守恒可知，XeF_a與KI反應獲得的電子等于35.00mL 2.000mol/L Na₂S₂O₃溶液與碘反應失去的電子，據此計算；
②利用XeF_a與XeO₃的物質的量之比等于化學計量數之比計算a的值；
③利用F原子平均數目可知，n（XeF₂）×2+n（XeF₄）×4=3.5×[n（XeF₂）+n（XeF₄）]，計算n（XeF₂）：n（XeF₄）．

解答：解：（1））、①XeO₃中Xe的化合價為+6，降低為Xe中0價，令XeO₃的物質的量為n，根據電子轉移守恒，則：
n×6=0.03L×1.000mol/L×1，解得n=0.005mol，故答案為：0.005mol；
②O₂的體積為24mL，可知Xe體積為60mL-24mL=36mL，體積之比等于化學計量數之比，故O₂、Xe的系數之比為24：36，氧氣的系數為24，故Xe的系數36，利用Xe元素守恒可知XeO₃的系數為

120

6-a

-36=

36a-96

6-a

，故答案為：

36a-96

6-a

；
（2）、①Xe在XeF_a是為+a價，由反應中電子轉移守恒可知，XeF_a與KI反應獲得的電子等于35.00mL 2.000mol/L Na₂S₂O₃溶液與碘反應失去的電子，令XeF_a的總物質的量為b，則：
b×a=0.035mL×2.000mol/L×2×（2.5-2），解得b=

0.07

a

mol，故答案為：

0.07

a

；
②由（1）可知

0.07

a

molXeF_a與水反應生成0.005molXeO₃，XeF_a與XeO₃的物質的量之比等于化學計量數之比，則：

0.07

a

mol：0.005mol=

120

6-a

：

36a-96

6-a

，解得a=3.5，故答案為：3.5；
③F原子平均數為3.5，故n（XeF₂）×2+n（XeF₄）×4=3.5×[n（XeF₂）+n（XeF₄）]，整理得n（XeF₂）：n（XeF₄）=1：3，故答案為：1：3．

點評：考查氧化還原反應的計算，難度中等，注意利用元素守恒與電子轉移守恒進行計算．