单质A与氟以19的摩尔比在室温、高压（约为一兆帕）下混合、加热到900℃时有三种化合物B、C和D形成，其摩尔质量递增。它们都是熔点低于150℃的晶体。

Question

单质 A 与氟以 1 9 的摩尔比在室温、高压（约为一兆帕）下混合、加热到 900 ℃ 时有三种化合物 B 、 C 和 D 形成，其摩尔质量递增。它们都是熔点低于 150 ℃ 的晶体。测得 C 中含氟量为 36.7 ％（重量）、 D 中含氟量为 46.5 ％（重量）。用无水氟磺酸在－ 75 ℃ 处理 B 时，形成化合物 E 和 HF 。 E 为晶体，在 0 ℃ 时可稳定数周，但在室温只要几天就分解了。

1 ．通过计算或讨论，确定 X 的元素符号；

2 ．写出 B 、 C 、 D 的化学式和 E 的结构简式

3 ．根据价电子层电子互斥理论（ VSEPR ）， B 和 C 分子的几何构型各是什么？

4 ．使开始得到的 B 、 C 和 D 的混合物水解。 B 水解时放出 A 和 O ₂ ，并且形成氟化氢水溶液。 C 水解时放出 A 和 O ₂ （摩尔比为 4 3 ），并形成含有氧化物 AO ₃ 和氟化氢的水溶液。 D 水解没有气体放出。写出三水解作用的反应方程式。

5 ． AO ₃ 具有强氧化性，可以将 Mn ^{2 ＋} 氧化为 KMnO ₄ ，写出离子反应方程式。

6 ．把 B 、 C 、 D 混合物完全水解以测定组成。用水处理一份混合物样品时，放出 60.2mL 气体（在 290K 和 100kPa 下测定的），这一气体中含有 O ₂ 40.0 ％（体积）。用 0.100mol/L FeSO ₄ 水溶液滴定以测定水中 AO ₃ 含量，共用 36.0mL FeSO ₄ 溶液。计算原始 B 、 C 、 D 混合物的物质的量之比。

Answer 1

1 ．设 C 的化学式为 AF _n ， n ＝ 1 ， 2 ， 3 ……讨论得 n ＝ 4 时存在合理的 A 为 Xe ；

D 也进行类似讨论， n ＝ 6 时存在合理的 A 也为 Xe 。（ 2 分）

2 ． B ： XeF ₂   C ： XeF ₄   D ： XeF ₆ （各 1 分）   E ： FSO ₂ OXeF （ 2 分）

3 ． B ：直线形   C ：平面正方形（ 1 分）

4 ． 2XeF ₂ ＋ 2H ₂ O ＝ 2Xe ↑＋ O ₂ ↑＋ 4HF （ 0.5 分）

6XeF ₄ ＋ 12H ₂ O ＝ 4Xe ↑＋ 3O ₂ ↑＋ 2XeO ₃ ＋ 24HF （ 2 分）

XeF ₆ ＋ 3H ₂ O ＝ XeO ₃ ＋ 6HF （ 0.5 分）

5 ． 5XeO ₃ ＋ 6Mn ^{2 ＋} ＋ 9H ₂ O ＝ 5Xe ＋ 6MnO ₄ ^－ ＋ 18H ^＋ （ 1 分）

6 ．由于 O ₂ 占 40% 可得 n(XeF ₂ ) n(XeF ₄ ) ＝ 1 3 （ 1 分）

n(O ₂ ) ＝ 1.00mmol （ 1 分）   n(XeO ₃ ) ＝ 0.6mmol （ 1 分）  

n(XeF ₂ ) n(XeF ₄ ) n(XeF ₆ ) ＝ 1 3 0.2 （ 2 分）