Question

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

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

（2）已知XeF6與H2O發生非氧化還原反應而完全水解(XeF6+3H2O=XeO3+6HF)。現有14.7gXeF6完全水解后，再加入100mL0.600mol·L-1Mn2+的水溶液恰好完全反應，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通過計算可確定Mn2+的氧化產物為_________________離子；

②已知氫氟酸溶液中存在電離平衡，其含氟各物種的分布分數(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數)與pH 的關系如圖所示，圖中a 點pH=-lg(4.0×10-4)。

寫出氫氟酸的電離平衡常數Ka的數學表達式_________________，將上述（2）中所得溶液稀釋到1000mL(不考慮稀釋對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-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，呈現紅色。請對上述實驗現象作出解釋____________________________。

Answer 1

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

【解析】（1）反應6XeF4+12H2O=4Xe↑+3O2↑+2XeO3+24HF中，Xe元素化合價由+4價變為0價和+6價，O元素化合價由-2價變為0價，該反應中的XeF4作氧化劑， 的XeF4作還原劑， 的H2O作還原劑，若12molH2O參與反應，則有6molH2O作還原劑，參與反應的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，由此可知發生反應的XeO3為0.01mol，氧化Mn2+的XeO3為0.05mol，Mn2+為0.06mol，設Mn2+的氧化產物的化合價為x ，則0.05mol×6=0.06mol×(x-2)，解得x=+7，則應為MnO4－；②氫氟酸的電離平衡常數Ka的數學表達式為：Ka=；

②圖中a點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+反應生成更為穩定的無色FeF63-，當再加入足量的FeCl3溶液時，溶液又呈血紅色，說明SCN－沒有被消耗。