Question

【題目】氟是一種非金屬性極強(qiáng)的元素，它的單質(zhì)甚至能與稀有氣體氙反應(yīng)生成XeF2、XeF4、XeF6等固體，這些固體都極易與水反應(yīng)。試回答下列問題：

（1）已知XeF4與H2O反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：6XeF4+12H2O=4Xe↑+3O2↑+2XeO3+24HF，該反應(yīng)中1molH2O可以還原__________molXeF4。

（2）已知XeF6與H2O發(fā)生非氧化還原反應(yīng)而完全水解(XeF6+3H2O=XeO3+6HF)。現(xiàn)有14.7gXeF6完全水解后，再加入100mL0.600mol·L-1Mn2+的水溶液恰好完全反應(yīng)，放出的氣體干燥后再通過紅熱的金屬銅，氣體體積減少20%。

①通過計(jì)算可確定Mn2+的氧化產(chǎn)物為_________________離子；

②已知?dú)浞�酸溶液中存在電離平衡，其含氟各物種的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH 的關(guān)系如圖所示，圖中a 點(diǎn)pH=-lg(4.0×10-4)。

寫出氫氟酸的電離平衡常數(shù)Ka的數(shù)學(xué)表達(dá)式_________________，將上述（2）中所得溶液稀釋到1000mL(不考慮稀釋對(duì)氫氟酸電離平衡的影響)，則稀釋后溶液中。H+濃度約為__________ mol·L-1，F(xiàn)-濃度約為__________ mol·L-1。

（3）若先向FeCl3溶液中加入足量NaF溶液，再滴加KSCN溶液，不呈紅色，若再加入足夠量FeCl3溶液，呈現(xiàn)紅色。請(qǐng)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出解釋____________________________。

Answer 1

【答案】 0.5 MnO4- Ka= 0.18 8.010-4 加入足量NaF溶液，F(xiàn)-與Fe3+反應(yīng)生成更為穩(wěn)定的無色物質(zhì)（FeF63-），當(dāng)再加入足量的FeCl3溶液時(shí)，溶液又呈血紅色，說明SCN-沒有被消耗

【解析】（1）反應(yīng)6XeF4+12H2O=4Xe↑+3O2↑+2XeO3+24HF中，Xe元素化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?/span>0價(jià)和+6價(jià)，O元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?/span>0價(jià)，該反應(yīng)中的XeF4作氧化劑， 的XeF4作還原劑， 的H2O作還原劑，若12molH2O參與反應(yīng)，則有6molH2O作還原劑，參與反應(yīng)的XeF4有6mol，其中做為氧化劑量的有mol，被XeF4還原的XeF4有mol，被H2O還原的XeF4有mol，故反應(yīng)中1molH2O可以還原molXeF4；(2) ①14.7gXeF6為0.06mol，生成XeO3為0.06mol，共放出Xe氣體0.06mol，被銅吸收的O2為=0.015mol，由此可知發(fā)生反應(yīng)的XeO3為0.01mol，氧化Mn2+的XeO3為0.05mol，Mn2+為0.06mol，設(shè)Mn2+的氧化產(chǎn)物的化合價(jià)為x ，則0.05mol×6=0.06mol×(x-2)，解得x=+7，則應(yīng)為MnO4－；②氫氟酸的電離平衡常數(shù)Ka的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Ka=；

②圖中a點(diǎn)pH=-lg(4.0×10-4),c(H+)=4.0×10-4mol/L, c（HF）= c（F-），：Ka== c(H+)=4.0×10-4mol/L,n（XeF6）==0.06mol，所得溶液稀釋到1000mL后，

由XeF6+ 3H2O= XeO3 + 6HF

0.06mol 0.06mol 0.36mol

再由4XeO3+4Mn2++6H2O=4Xe+4MnO4-+O2↑+12H+

0.06mol 0.18mol

c（H+）=0.18mol/L，則c（F-）===8.0×10-4mol/L；（3）若先往FeCl3溶液中加入足量NaF溶液，再滴加KSCN溶液，則不呈紅色，說明溶液中沒有Fe3+，即F－與Fe3+反應(yīng)生成更為穩(wěn)定的無色FeF63-，當(dāng)再加入足量的FeCl3溶液時(shí)，溶液又呈血紅色，說明SCN－沒有被消耗。