Question

氙和氟反应，生成XeF₂和XeF₄的固体混合物（设其平均分子式为XeF_a），将此混合物分为两等份，分别进行分析．
（1）用水处理一份固体，反应为：XeF_a+H₂O→Xe↑+O₂↑+XeO₃+HF（未配平），得到60.00mL气体，其中24.00mL为O₂，其余为Xe．
①溶液中的XeO₃能氧化30.00mL 1.000mol/L的Fe²⁺，生成Xe和Fe³⁺，则XeO₃的物质的量为

0.005

mol．
②若反应式中O₂的系数为24，XeF_a的系数为

120

6-a

，则XeO₃的系数为

36a-96

6-a

（用a表示）．
（2）用KI处理另一份固体，得到单质Xe和碘，这些碘需要35.00mL 2.000mol/L Na₂S₂O₃溶液与之完全反应：2Na₂S₂O₃+I₂→Na₂S₄O₆+2NaI
①XeF_a的总物质的量为

0.07

a

mol（用a表示）．
②a=

3.5

．
③固体混合物中XeF₂与XeF₄的物质的量之比n（XeF₂）：n（XeF₄）=

1：3

．

Answer 1

分析：（1）、①XeO₃中Xe的化合价为+6，降低为Xe中0价，铁元素化合价由Fe²⁺中+2价升高为Fe³⁺中+3价，据此结合电子转移守恒计算；
②根据O₂的体积可知Xe体积为36mL，利用体积之比等于化学计量数之比确定O₂、Xe的系数关系，进而确定Xe的系数，利用Xe元素守恒计算XeO₃的系数，据此计算；
（2）、①Xe在XeF_a是为+a价，由反应中电子转移守恒可知，XeF_a与KI反应获得的电子等于35.00mL 2.000mol/L Na₂S₂O₃溶液与碘反应失去的电子，据此计算；
②利用XeF_a与XeO₃的物质的量之比等于化学计量数之比计算a的值；
③利用F原子平均数目可知，n（XeF₂）×2+n（XeF₄）×4=3.5×[n（XeF₂）+n（XeF₄）]，计算n（XeF₂）：n（XeF₄）．

解答：解：（1））、①XeO₃中Xe的化合价为+6，降低为Xe中0价，令XeO₃的物质的量为n，根据电子转移守恒，则：
n×6=0.03L×1.000mol/L×1，解得n=0.005mol，故答案为：0.005mol；
②O₂的体积为24mL，可知Xe体积为60mL-24mL=36mL，体积之比等于化学计量数之比，故O₂、Xe的系数之比为24：36，氧气的系数为24，故Xe的系数36，利用Xe元素守恒可知XeO₃的系数为

120

6-a

-36=

36a-96

6-a

，故答案为：

36a-96

6-a

；
（2）、①Xe在XeF_a是为+a价，由反应中电子转移守恒可知，XeF_a与KI反应获得的电子等于35.00mL 2.000mol/L Na₂S₂O₃溶液与碘反应失去的电子，令XeF_a的总物质的量为b，则：
b×a=0.035mL×2.000mol/L×2×（2.5-2），解得b=

0.07

a

mol，故答案为：

0.07

a

；
②由（1）可知

0.07

a

molXeF_a与水反应生成0.005molXeO₃，XeF_a与XeO₃的物质的量之比等于化学计量数之比，则：

0.07

a

mol：0.005mol=

120

6-a

：

36a-96

6-a

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

点评：考查氧化还原反应的计算，难度中等，注意利用元素守恒与电子转移守恒进行计算．