题目内容

7．氟化氮（NF3）是一种新型电子材料，它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，被氧化与被还原的元素的物质的量之比为1：2．
（2）写出该反应的化学方程式
①3NF3+5H2O=2NO+HNO3+9HF．
②若反应中生成0.2mol HNO3，转移的电子数目为2.408×1023或0.4NA个．
（3）配平并完成下列离子方程式
2 MnO4-+5 H2O2+6H+=2 Mn2++5 O2+8 H2O每有1mol高锰酸根参加反应，生成2.5mol O2．

分析 （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，则NF3既是氧化剂又是还原剂，根据得失电子相等确定氧化剂和还原剂的物质的量之比；
（2）根据反应物、生成物书写方程式，根据硝酸和转移电子之间的关系式计算；
（3）根据氧化还原反应中得失电子数相等及质量守恒配平方程式；根据配平后的方程式计算出每有1mol高锰酸根参加反应生成氧气的物质的量．

解答 解：（1）反应物是NF3和水，生成物是HF、NO、HNO3，该反应中N元素化合价由+3价变为+2价、+5价，根据转移电子守恒及原子守恒配平方程式为3NF3+5H2O=9HF+2NO+HNO3，该反应中NF3既是氧化剂又是还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1，被氧化与被还原的元素原子的物质的量之比为1：2，
故答案为：1：2；
（2）①反应物是NF3和水，生成物是HF、NO、HNO3，该反应中N元素化合价由+3价变为+2价、+5价，根据转移电子守恒及原子守恒配平方程式为3NF3+5H2O=9HF+2NO+HNO3，
故答案为：3NF3+5H2O=9HF+2NO+HNO3；
②3NF3+5H2O=9HF+2NO+HNO3中硝酸和转移电子之间的关系为1：2，所以若反应中生成0.2mol HNO3，转移的电子数目=0.2mol×2×NA/mol=2.408×1023或0.4NA，故答案为：2.408×1023或0.4NA；
（3）反应中物质的化合价变化：MnO4-→Mn2+，Mn元素化合价由+7价→+2价，一个MnO4-得5个电子；H2O2→O2，
O由-1价变成0价，一个H2O2分子失去2个电子，所以其最小公倍数为10，故MnO4-的计量数为2，双氧水的计量数为5，然后根据原子守恒配平其它元素，配平后的离子方程式为：2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O；
根据反应可知，1mol高锰酸根离子完全反应生成氧气的物质的量为：1mol×$\frac{5}{2}$=2.5mol，
故答案为：2；5；6H+；2；5；8；2.5．

点评 本题考查了氧化还原反应，根据反应中转移电子配平方程式，再结合方程式中各个物理量之间的关系式计算，题目难度不大．

练习册系列答案
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