Question

1．铁、氮的化合物在生产、生活中有着广泛的应用，请回答下列有关问题：
Ⅰ、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）写出该反应的化学方程式3NF₃+5H₂O=2NO+HNO₃+9HF，反应中生成0.2mol HNO₃，转移的电子数目为0.4N_A．
（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，氧化性由弱到强的顺序为F₂＞NF₃＞NO．
（3）NF₃无色、无臭，但一旦在空气中泄漏，还是易于发现，判断该气体泄漏时的现象是．
Ⅱ、纳米线四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一，共沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法，其流程如图示，请回答下列问题：

（4）实验室配制B溶液时，应该加入盐酸．为了得到较纯的纳米Fe₃O₄，理论上FeSO₄•7H₂O和FeCl₃•6H₂O的物质的量之比为．制备纳米Fe₃O₄的离子反应方程式为Fe²⁺+2Fe³⁺+8OH^-=Fe₃O₄+4H₂O．
（5）磁流体是电子材料的新秀，它是由直径为纳米量级（10纳米以下）的磁性固体颗粒、基载液以及界面活性剂三者混合而成的分散系，既具有固体的磁性，又具有液体的流动性，下列关于纳米Fe₃O₄磁流体的说法中不正确的是D．
A、纳米Fe₃O₄磁流体比较稳定
B、纳米Fe₃O₄磁流体可以通过渗析法得到提纯
C、当一束可见光通过该磁流体时会出现光亮的”通路”
D、纳米Fe₃O₄磁流体分散系属于溶液．

Answer 1

分析 Ⅰ、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；
Ⅱ、（4）氯化铁为强酸弱碱盐，易发生水解，FeSO₄•7H₂O和FeCl₃•6H₂O在氢氧化钠溶液中生成四氧化三铁、水、氯化钠，根据电荷守恒可写出该反应的离子方程式，根据方程式求解理论上FeSO₄•7H₂O和FeCl₃•6H₂O的物质的量之比；
（5）根据题意磁流体分散系分散质粒子直径在10纳米以下，属于胶体的范畴，所以应具备胶体的性质，根据胶体的性质分析．

解答 解：（1）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；
（2）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；
（3）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；
（4）氯化铁为强酸弱碱盐，易发生水解，加入盐酸防止其水解，生成Fe₃O₄的反应物为Fe²⁺、Fe³⁺和OH^-，根据电荷守恒可写出该离子方程式为Fe²⁺+2Fe³⁺+8OH^-=Fe₃O₄+4H₂O，化学方程式为FeSO₄•7H₂O+2FeCl₃•6H₂O+8NaOH=Fe₃O₄↓+17H₂O+Na₂SO₄+6NaCl，所以FeSO₄•7H₂O和FeCl₃•6H₂O的物质的量之比为1：2，
故答案为：盐酸；1：2；Fe²⁺+2Fe³⁺+8OH^-=Fe₃O₄+4H₂O；
（5）根据题意磁流体分散系分散质粒子直径在10纳米以下，属于胶体的范畴，具备胶体的性质．
A．所得分散系为胶体，较稳定，属于介稳体系，故A正确；
B．该分散性属于胶体，胶体可以通过渗析法得到提纯，故B正确；
C．该分散性属于胶体，胶体有丁达尔效应，所以当一束强光通过此磁流体时会出现光亮的通路，故C正确；
D．分散质粒子直径在10纳米以下，所得分散系为胶体，所以不是溶液，故D错误；
故答案为：D．

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．