Question

10．三氟化氮（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，请根据要求回答下列问题：
（1）反应过程中，氧化产物是HNO₃，被氧化与被还原的元素原子的物质的量之比为1：2．
（2）写出该反应的化学方程式：3NF₃+5H₂O=2NO+HNO₃+9HF．若反应中生成0.2mol HNO₃，转移的电子数目为0.4N_A个．
（3）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，氧化性由弱到强的顺序为F₂＞NF₃＞NO．
（4）NF₃是一种无色、无味的气体，一旦NF₃在空气中泄漏，却还是易于发现．你判断该气体泄漏时的现象是产生红棕色气体，产生刺激性气味气体，产生白雾．
（5）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）．

Answer 1

分析 由反应物和生成物可写出反应的化学方程式为3NF₃+5H₂O=2NO+HNO₃+9HF，反应中只有N元素的化合价发生变化，则氧化剂和还原剂都是NF₃，NO易与空气中氧气反应生成红棕色的NO₂气体，反应物可用碱液吸收，据此分析解答．

解答 解：（1）NF₃→NO，化合价降低1价，被还原，则NO为还原产物，NF₃→HNO₃，化合价升高2价，被氧化，则HNO₃为氧化产物，氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等，则被氧化与被还原的元素的物质的量之比为1：2，故答案为：HNO₃；1：2；
（2）由反应物和生成物可写出反应的化学方程式为3NF₃+5H₂O=2NO+HNO₃+9HF，
由方程式可知若反应中生成0.2mol HNO₃，转移的电子的物质的量为0.2mol×（5-3）=0.4mol，转移的电子数目为0.4N_A个，
故答案为：3NF₃+5H₂O=2NO+HNO₃+9HF；0.4N_A；
（3）由4NH₃+3F₂=NF₃+3NH₄F可知氧化性F₂＞NF₃，由3NF₃+5H₂O=2NO+HNO₃+9HF可知氧化性NF₃＞NO，则氧化性F₂＞NF₃＞NO，故答案为：F₂＞NF₃＞NO；
（4）NO易与空气中氧气反应生成红棕色的NO₂气体，同时生成的HF和HNO₃易结合空气中的水蒸气形成酸雾，有刺激性气味，
故答案为：产生红棕色气体，产生刺激性气味气体，产生白雾；
（5）NF₃与H₂O反应产生HNO₃，HNO₃和NaOH反应必生成NaNO₃，故答案为：NaNO₃．

点评 本题考查含氮化合物的性质以及氧化还原反应，题目难度中等，注意从化合价变化的角度分析氧化还原反应的有关概念和计算，注意把握题给信息，为解答该题的关键．