Question

【题目】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，被氧化与被还原的元素原子的物质的量之比为________。

(2)写出该反应的化学方程式：____________________________________。

若反应中生成0.2 mol HNO3，转移的电子数目为________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______________。

(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___________________________________________________。

(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________ (填化学式)。

Answer 1

【答案】1∶2 3NF3＋5H2O=2NO＋HNO3＋9HF 0.4NA(或2.408×1023) NO<NF3<F2 产生红棕色气体、产生刺激性气味气体、产生白雾 NaNO3

【解析】

（1）根据问题（2）书写出氧化还原反应，然后依据氧化还原反应中几组概念进行判断；（2）配平氧化还原反应方程式一般采用化合价的升降进行；（3）根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性进行判断；（4）根据问题（2）的产物中NO的性质和HNO3的性质进行分析；（5）根据问题（2）进行分析。

（1）NF3与水蒸气反应生成HF、NO和HNO3，反应为NF3＋H2O→HF＋NO＋HNO3，反应为歧化反应，采用后配法，即反应方程式为3NF3＋5H2O=2NO＋HNO3＋9HF，2NF3→2NO，N被化合价降低，被还原，NF3→HNO3，N化合价升高，被氧化，被氧化原子物质的量与被还原原子物质的量之比为1：2；（2）根据（1）反应方程式为3NF3＋5H2O=2NO＋HNO3＋9HF可知，生成1molHNO3，转移电子物质的量为2mol，则生成0.2molHNO3时转移电子物质的量为0.4mol，转移电子数目是0.4NA或2.408×1023；（3）根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，根据（2）的反应，NF3为氧化剂和还原剂，NO为还原产物，则NF3氧化性强于NO；根据4NH3＋3F2=NF3＋3NH4F，F2为氧化剂，NF3为氧化产物，即F2的氧化性强于NF3，综上所述，氧化性由弱到强的顺序是NO<NF3<F2；（4）根据（2）的反应方程式，产物中有NO，NO与空气中的氧气反应生成NO2，NO2为红棕色气体，现象之一是产生红棕色气体，HNO3易挥发，凝结成小液滴，因此现象之二是产生白雾，现象是产生红棕色气体，产生刺激性气味气体，产生白雾；（5）根据（2）的反应方程式产物之一是HNO3，HNO3与NaOH反应生成NaNO3，即另一种物质是NaNO3。