Question

（1）Xe和F₂在一定条件下发生反应，Xe+F₂?XeF₂；XeF₂+F₂?XeF₄；XeF₄+F₂?XeF₆；可得XeF₂、XeF₄、XeF₆三种气态氟化物．当压强一定，温度升高时，三种氟化物在平衡混合物中的浓度均减小．当压强为700kPa、温度达到1250℃时，测得XeF₂的体积分数约为95%．那么，为了有效地制备XeF₂，你认为应该采取的合适措施是

 

．
（2）据报道，在-55℃，将XeF₄（X）和C₆F₅BF₂（Y）化合，可得一离子化合物（Z），测得Z中Xe的质量分数为31%，阴离子为四氟硼酸根离子，阳离子结构中含有Y的苯环，Z是首例有机氙（Ⅳ）的化合物，-20℃以下稳定．Z为强氧化剂，如与碘反应得到五氟化碘，放出氙，同时得到Y．据此回答（要求化合物Z以离子形式表示）：
①写出合成Z反应的化学方程式

 

．
②写出Z和碘反应的化学方程式

 

．
（3）英国化学家以巴特莱特将等物质的量的PtF₆与Xe混合在室温下反应，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水解反应的化学方程式

 

．
（4）现将二份等质量的XeF₂和XeF₄的混合物进行如下实验：
①一份用水处理，得到气体A和溶液B，A的体积为67.7mL（标准状况，下同），其中含O₂22.7mL，其余为Xe．B中的XeO₃能氧化30.00mL浓度为0.1000mol∕L的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂．（XeO₃被还原为Xe）
②另一份用KI溶液处理，生成的I₂用0.2000mol∕L的Na₂S₂O₃溶液滴定，共用去35.00mL．
已知反应 I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-，试求混合物中XeF₂和XeF₄的物质的量．

 

．

Answer 1

分析：（1）压强为700kPa、温度达到1250℃时，测得XeF₂的体积分数约为95%，温度、压强均较高，应从浓度角度分析；
（2）①XeF₄（X）和C₆F₅BF₂（Y）化合，可得一离子化合物（Z）；
②Z与碘反应得到五氟化碘，放出氙，同时得到Y；
（3）XePtF₆水解生成Xe、氧气、HF、PtO₂；
（4）由XeF_a+H₂O→Xe↑+O₂↑+XeO₃+HF，Xe的总物质的量为

(67.7-22.7)×10-3

22.4L/mol

=2.02×10^-3mol，XeO₃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，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，结合原子守恒及电子守恒来解答．

解答：解：（1）压强为700kPa、温度达到1250℃时，测得XeF₂的体积分数约为95%，温度、压强均较高，则有效地制备XeF₂，可降低投料F₂∕Xe的比值（或增加Xe同时减少F₂），故答案为：降低投料F₂∕Xe的比值（或增加Xe同时减少F₂）；
（2）①XeF₄（X）和C₆F₅BF₂（Y）化合，可得一离子化合物（Z），该反应为XeF₄+C₆F₅BF₂﹦C₆F₅XeF₂⁺+BF₄^-，故答案为：XeF₄+C₆F₅BF₂﹦C₆F₅XeF₂⁺+BF₄^-；
②Z与碘反应得到五氟化碘，放出氙，同时得到Y，该反应为5C₆F₅XeF₂⁺+5BF₄^-+2I₂﹦5C₆F₅BF₂+4IF₅+5Xe，故答案为：5C₆F₅XeF₂⁺+5BF₄^-+2I₂﹦5C₆F₅BF₂+4IF₅+5Xe；
（3）XePtF₆水解生成Xe、氧气、HF、PtO₂，水解反应为2XePtF₆+6H₂O=2Xe↑+O₂↑+2PtO₂+12HF，故答案为：2XePtF₆+6H₂O=2Xe↑+O₂↑+2PtO₂+12HF；
（4）由XeF_a+H₂O→Xe↑+O₂↑+XeO₃+HF，Xe的总物质的量为

(67.7-22.7)×10-3

22.4L/mol

=2.02×10^-3mol，设XeF₂和XeF₄的物质的量分别为x、y，
则有：2x+4y=0.0035×2（电子得失守恒），x+y=2.02×10^-3（Xe的总物质的量）．
解得：x=5.4×10^-4mol，y=1.48×10^-3mol，
故答案为：5.4×10^-4mol，1.48×10^-3mol．

点评：本题以氟化物为载体考查化学平衡及氧化还原反应的计算，题目难度较大，注意把握水解反应及原子守恒、电子守恒为解答的关键，侧重学生分析能力和计算能力的考查．