氟及其化合物的发现史充满艰辛，现在氟及其化合物在生产生活中被广泛使用，造福人类．（1）长期以来一直认为氟的含氧酸不存在，但是在1971年斯图杰尔和阿佩里曼成功地合成了次氟酸

Question

氟及其化合物的发现史充满艰辛，现在氟及其化合物在生产生活中被广泛使用，造福人类．

（1）长期以来一直认为氟的含氧酸不存在，但是在1971年斯图杰尔和阿佩里曼成功地合成了次氟酸后，这种论点被彻底动摇，他们是在0℃以下将氟化物从细冰末的上面通过，得到毫克量的次氟酸．
①写出次氟酸的电子式___
②次氟酸能被热水瞬间分解，生成一种常见的18e^-物质M，该物质被称为“绿色氧化剂”，写出次氟酸与热水反应的化学方程式___
（2）氟单质极其活泼，化学家于1986年首次制得氟气，三步反应原理如下：
①___KMnO₄+___H₂O₂+___KF+___HF=___K₂MnF₆+___O₂↑+___H₂O  
②SbCl₅+5HF═SbF₅+5HCl
③2K₂MnF₆+4SbF₅═4KSbF₆+2MnF₃+F₂ （反应①、②里氟元素化合价不变）
则下列说法正确的是___
A．反应①配平后，氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：2，
B．反应②③都是氧化还原反应
C．反应③中K₂MnF₆一定是氧化剂可能还起到还原剂的作用
D．生成0.5mol的F₂整个反应过程中转移的电子总数是4N_A个
（3）工业上制备氟气通常采用电解氧化法，如图是电熔融的氟氢化钾（KHF₂）和无水氟化氢的混合物的实验装置：
①已知阴极的电极反应式为2HF₂^-+2e^-═H₂↑+4F^-，则电解的总反应为___
②出口1处的物质是___（填化学式），随着高温电解的进行，有一种物质会不断被挥发而消耗，需要从入口处进行补充，则从入口处加入的物质是___（填化学）
（4）巴特莱特制得第一个稀有气体化合物六氟合铂酸氙：Xe﹢PtF₆﹦XePtF₆，该化合物极易与水反应，生成氙、氧气和铂的+4价氧化物等，已知生成物氙和氧气的物质的量之比为2﹕1，试写出XePtF₆与水反应的化学方程式___
（5）牙齿表面有一层釉质，其组成为羟基磷灰石Ca₅（PO₄）₃OH（Ksp=6.8×10^-37），容易受到酸的侵蚀，为了防止蛀牙，人们常使用含氟离子的牙膏，其中的氟化物可使羟基磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石Ca₅（PO₄）₃F（Ksp=1.0×10^-60），写出该反应的离子方程式___；该反应的平衡常数为___．

Answer 1

（1）①次氟酸HFO中O原子与H、F原子分别形成1对共用电子对，电子式为：，
故答案为：；
②次氟酸能被热水瞬间分解，生成一种常见的18e^-物质M，该物质被称为“绿色氧化剂”，则M为H₂O₂，反应还生成HF，反应方程式为：HOF+H₂O=HF+H₂O₂ ，
故答案为：HOF+H₂O=HF+H₂O₂ ；
（2）Mn元素化合价由KMnO₄中+7价降低为K₂MnF₆中+4价，化合价共降低3价，H₂O₂中氧元素由-1价升高为O₂中0价，化合价共升高2价，化合价升降最小公倍数为6，可知KMnO₄、K₂MnF₆系数为2，H₂O₂、O₂的系数为3，由原子守恒，配平后方程式为：2KMnO₄+3H₂O₂+2KF+10HF=2K₂MnF₆+3O₂↑+8H₂O；
A．反应①中氧化剂是KMnO₄，还原剂是H₂O₂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：3，故A错误；
B．反应②中元素化合价均为发生变化，属于非氧化还原反应，故B错误；
C．反应③中K₂MnF₆中Mn元素化合价降低为MnF₃中+3价，反应中F元素化合价由-1升高为0价，化合价变化的F元素可能来自K₂MnF₆中，故C正确；
D．反应①③属于氧化还原反应，反应②是非氧化还原反应，反应③中转移电子为0.5mol×2×1=1mol，由方程式可知需要K₂MnF₆的物质的量为0.5mol×2=1mol，由反应①中Mn元素化合价变化，可知反应①中转移电子为1mol×3=3mol，故整个过程转移电子为4N_A，故D正确，
故答案为：2、3、2、10、2、2、8；CD；
（3）①阴极的电极反应式为2HF₂^-+2e^-═H+4F^-，阳极发生氧化反应，F^-失去电子生成F₂，整个过程生成H₂、F₂、KF，电解总反应式为 2KHF₂(通电.)/()H₂↑+F₂↑+2KF，故答案为：2KHF₂(通电.)/()H₂↑+F₂↑+2KF；
②钢电解应为阴极，碳为阳极，阳极生成气体为氟气，故出口1处的物质为F₂，随着高温电解的进行，HF断被挥发而消耗，需要从入口处进行补充，故答案为：F₂；HF；
（4）XePtF₆与水反应生成Xe、PtO₂、O₂，氙和氧气的物质的量之比为2﹕1，假设物质的量分别为2mol、1mol，根据Xe原子守恒，可知XePtF₆为2mol，由Pt原子守恒可知PtO₂为2mol，由O原子守恒可知H₂O为6mol，由H、F原子守恒可知还生成12mol HF，则反应方程式为：2XePtF₆+6H₂O=2Xe↑+2PtO₂+12HF↑+O₂↑，
故答案为：2XePtF₆+6H₂O=2Xe↑+2PtO₂+12HF↑+O₂↑；
（5）由题意可知，反应离子方程式为：Ca₅（PO₄）₃OH+F^-=Ca₅（PO₄）₃F+OH^-；该反应的平衡常数为=(c(OH-))/(c(F-))=((Ksp[Ca5(PO4)3OH])/(c{[Ca5(PO4)3]-}))/((Ksp[Ca5(PO4)3])/(c{[Ca5(PO4)3]-}))=(6.8×10-37)/(1×10-60)=6.8×10²³，
故答案为：Ca₅（PO₄）₃OH+F^-=Ca₅（PO₄）₃F+OH^-；6.8×10²³．