Question

【题目】氟是一种非金属性极强的元素，它的单质甚至能与稀有气体氙反应生成XeF2、XeF4、XeF6等固体，这些固体都极易与水反应。试回答下列问题：

（1）已知XeF4与H2O反应的化学反应方程式为：6XeF4+12H2O=4Xe↑+3O2↑+2XeO3+24HF，该反应中1molH2O可以还原__________molXeF4。

（2）已知XeF6与H2O发生非氧化还原反应而完全水解(XeF6+3H2O=XeO3+6HF)。现有14.7gXeF6完全水解后，再加入100mL0.600mol·L-1Mn2+的水溶液恰好完全反应，放出的气体干燥后再通过红热的金属铜，气体体积减少20%。

①通过计算可确定Mn2+的氧化产物为_________________离子；

②已知氢氟酸溶液中存在电离平衡，其含氟各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH 的关系如图所示，图中a 点pH=-lg(4.0×10-4)。

写出氢氟酸的电离平衡常数Ka的数学表达式_________________，将上述（2）中所得溶液稀释到1000mL(不考虑稀释对氢氟酸电离平衡的影响)，则稀释后溶液中。H+浓度约为__________ mol·L-1，F-浓度约为__________ mol·L-1。

（3）若先向FeCl3溶液中加入足量NaF溶液，再滴加KSCN溶液，不呈红色，若再加入足够量FeCl3溶液，呈现红色。请对上述实验现象作出解释____________________________。

Answer 1

【答案】 0.5 MnO4- Ka= 0.18 8.010-4 加入足量NaF溶液，F-与Fe3+反应生成更为稳定的无色物质（FeF63-），当再加入足量的FeCl3溶液时，溶液又呈血红色，说明SCN-没有被消耗

【解析】（1）反应6XeF4+12H2O=4Xe↑+3O2↑+2XeO3+24HF中，Xe元素化合价由+4价变为0价和+6价，O元素化合价由-2价变为0价，该反应中的XeF4作氧化剂， 的XeF4作还原剂， 的H2O作还原剂，若12molH2O参与反应，则有6molH2O作还原剂，参与反应的XeF4有6mol，其中做为氧化剂量的有mol，被XeF4还原的XeF4有mol，被H2O还原的XeF4有mol，故反应中1molH2O可以还原molXeF4；(2) ①14.7gXeF6为0.06mol，生成XeO3为0.06mol，共放出Xe气体0.06mol，被铜吸收的O2为=0.015mol，由此可知发生反应的XeO3为0.01mol，氧化Mn2+的XeO3为0.05mol，Mn2+为0.06mol，设Mn2+的氧化产物的化合价为x ，则0.05mol×6=0.06mol×(x-2)，解得x=+7，则应为MnO4－；②氢氟酸的电离平衡常数Ka的数学表达式为：Ka=；

②图中a点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，所得溶液稀释到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，则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，则不呈红色，说明溶液中没有Fe3+，即F－与Fe3+反应生成更为稳定的无色FeF63-，当再加入足量的FeCl3溶液时，溶液又呈血红色，说明SCN－没有被消耗。