Question

12．氮是一种重要的非金属元素，可以形成多种不同类型的化合物，请根据要求回答下列问题：
（1）N_A表示阿伏加德罗常数的数值．69g NO₂和N₂O₄的混合气体中含有3N_A个氧原子；2L 0.6mol/LFe（NO₃）₃溶液中含3.6N_A个NO₃^-．
（2）三氟化氮（NF₃）是一种无色，无味的气体，它是微电子工业技术的关键原料之一，三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和HNO₃，
①写出该反应的化学方程式3NF₃+5H₂O═2NO+HNO₃+9HF．
若反应中生成0.15mol HNO₃，转移的电子数目为0.3N_A或1.806×10²³个．
②三氟化氮可由氨气和氟气反应得到：4NH₃+3F₂=NF₃+3NH₄F；据题意推测  NF₃，F₂，NO三种气体中，氧化性由强到弱的顺序为F₂、NF₃、NO
③NF₃是一种无色、无臭的气体，一旦NF₃泄漏，可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染，其产物除NaNO₂、NaF、H₂O外，还肯定有NaNO₃（填化学式）
（3）氨和联氨（N₂H₄）是氮的两种常见化合物，制备联氨可用丙酮为催化剂，将次氯酸钠与氨气反应，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1，写出该反应的化学方程式NaClO+2NH₃$\frac{\underline{\;丙酮\;}}{\;}$N₂H₄+NaCl+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{m}{M}$=$\frac{N}{{N}_{A}}$=cV结合分子构成计算；
（2）①根据反应物、生成物书写方程式，该反应中N元素化合价由+3价变为+2价、+5价，结合电子、原子守恒分子；根据硝酸和转移电子之间的关系式计算；
②4NH₃+3F₂=NF₃+3NH₄F中，F元素的化合价降低，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性；
③从质量守恒的角度判断，NF₃与H₂O反应产生HNO₃，HNO₃和NaOH反应必生成NaNO₃；
（3）次氯酸钠与氨气反应，丙酮作催化剂，根据NaClO氧化NH₃可以得到肼来书写方程式．

解答 解：（1）NO₂和N₂O₄的最简式相同，N_A表示阿伏加德罗常数的数值，69g NO₂和N₂O₄的混合气体中含有氧原子=$\frac{69g}{46g/mol}$×2×N_A/mol=3N_A，2L 0.6mol/L Fe（NO₃）₃溶液中含硝酸根离子=2L×0.6mol/L×3×N_A/mol=3.6N_A，
故答案为：3；3.6；
（2）①三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和HNO₃，N元素化合价由+3价变为+2价、+5价，由电子、原子守恒可知反应为3NF₃+5H₂O═2NO+HNO₃+9HF，由氧化剂的氧化性大于还原产物的氧化性可知，氧化性为NF₃＞NO；3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃中，生成1molHNO₃和转移电子2mol，所以若反应中生成0.15mol HNO₃，转移的电子数目=0.15mol×2×N_A/mol=0.3N_A或1.806×10²³
故答案为：3NF₃+5H₂O═2NO+HNO₃+9HF；0.3N_A或1.806×10²³；
②4NH₃+3F₂=NF₃+3NH₄F中，F元素的化合价降低，F₂为氧化剂，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则氧化性为F₂＞NF₃，结合①中分析可知，氧化性由强弱的顺序为F₂、NF₃、NO，
故答案为：F₂、NF₃、NO；
③NF₃与H₂O反应产生HNO₃，HNO₃和NaOH反应必生成NaNO₃，故答案为：NaNO₃；
（3）制备肼的方法，是以NaClO氧化NH₃，反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1，制得肼的稀溶液，反应为NaClO+2NH₃$\frac{\underline{\;丙酮\;}}{\;}$N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案为：NaClO+2NH₃$\frac{\underline{\;丙酮\;}}{\;}$N₂H₄+NaCl+H₂O．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，注意（1）中二者最简式相同，可以利用其最简式进行计算，为易错点．