Question

2．三氟化氮是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体，在半导体加工，太阳能电池和液晶显示器的制造中得到广泛应用．NF₃可在铜的催化作用下由F₂和过量NH₃反应得到．
（1）氟元素基态原子的价电子排布图为；NF₃中心原子轨道的杂化类型为sp³．
（2）写出制备NF₃的化学方程式：4NH₃+3F₂$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F．
（3）理论上HF、NaAlO₂和NaCl按6：1：2的物质的量之比恰好反应生成HCl、H₂O和一种微溶于水的重要原料，该物质含有三种元素，在金属铝的冶炼中有重要作用．该物质为配合物，其中心离子是Al³⁺，配位数为6．该化合物焰色反应火焰呈现黄色．很多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长（可见光区域）光的形式释放能量．

Answer 1

分析 （1）氟元素基态原子的价电子排布图为；NF₃分子中N原子的σ键电子对数为3，孤电子对数为1，所以N原子为杂化sp³；
（2）Cu作催化剂，NH₃、F₂反应生成NF₃、NH₄F；
（3）HF、NaAlO₂和NaCl按6：1：2的物质的量之比恰好反应生成HCl、H₂O和一种微溶于水的重要原料，该物质含有三种元素，设该化合物化学式为R，根据元素守恒知，该物质中含有Na元素、F元素、Al元素，6HF+NaAlO₂+2NaCl=2HCl+2H₂O+R，根据原子守恒得R化学式为Na₃AlF₆，由此分析解答．

解答 解：（1）氟元素基态原子的价电子排布图为；NF₃分子中N原子的σ键电子对数为3，孤电子对数为1，所以N原子为杂化sp³，故答案为：； sp³；
（2）Cu作催化剂，NH₃、F₂反应生成NF₃、NH₄F，反应方程式为4NH₃+3F₂$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F，故答案为：4NH₃+3F₂$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F；
（3）HF、NaAlO₂和NaCl按6：1：2的物质的量之比恰好反应生成HCl、H₂O和一种微溶于水的重要原料，该物质含有三种元素，设该化合物化学式为R，根据元素守恒知，该物质中含有Na元素、F元素、Al元素，6HF+NaAlO₂+2NaCl=2HCl+2H₂O+R，根据原子守恒得R化学式为Na₃AlF₆，Na₃AlF₆，中心离子是Al³⁺；配位数为6；焰色反应火焰呈现黄色；很多金属盐都可以发生焰色反应是因为激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长（可见光区域）光的形式释放能量，故答案为：Al³⁺；6；黄；激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长（可见光区域）光的形式释放能量．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及价电子排布、方程式的书写、化学式的判断等知识点，会根据价层电子对理论确定分子空间构型及原子杂化方式，有一定的难度．