Question

6．氮是一種重要的非金屬元素，可以形成多種不同類型的化合物，請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問(wèn)題：
（1）已知N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，在69g NO₂和N₂O₄的混合氣體中含有3N_A個(gè)氧原子；在2L0.6mol/LFe（NO₃）₃溶液中含3.6N_A個(gè)NO₃^-離子．
（2）三氟化氮（NF₃）是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，它是微電子工業(yè)技術(shù)的關(guān)鍵原料之一，三氟化氮在潮濕的空氣中與水蒸氣能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)的產(chǎn)物有：HF、NO和HNO₃，
①寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式3NF₃+5H₂O=2NO+HNO₃+9HF．若反應(yīng)中生成0.15molHNO₃，則該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.4N_A個(gè)．
②三氟化氮可由氨氣和氟氣反應(yīng)得到：4NH₃+3F₂=NF₃+3NH₄F；據(jù)題意推測(cè) NF₃，F(xiàn)₂，NO這三種氣體中，氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镕₂＞NF₃＞NO．
（3）氨和聯(lián)氨（N₂H₄）是氮的兩種常見(jiàn)化合物，制備聯(lián)氨可用丙酮為催化劑，將次氯酸鈉與氨氣反應(yīng)，該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為2：1，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O．

Answer 1

分析 （1）NO₂和N₂O₄的混合氣體中O元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{32}{46}$，計(jì)算氧元素質(zhì)量，再根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算氧原子物質(zhì)的量；
根據(jù)n=cV計(jì)算硝酸鐵物質(zhì)的量，硝酸根物質(zhì)的量為硝酸鐵的3倍，再根據(jù)N=nN_A計(jì)算硝酸根數(shù)目；
（2）①反應(yīng)中只有N元素化合價(jià)變化，由+3價(jià)升高為HNO₃中+5價(jià)，降低為NO中+2價(jià)，則NO的系數(shù)為2、HNO₃系數(shù)為1，NF₃的系數(shù)為3，結(jié)合原子守恒配平書寫方程式；根據(jù)N元素化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子；
②氧化劑氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物氧化性；
（3）次氯酸鈉與氨氣反應(yīng)生成N₂H₄，反應(yīng)中N元素化合價(jià)升高，NH₃為還原劑，則NaClO為氧化劑，反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為2：1，設(shè)Cl元素在還原產(chǎn)物中化合價(jià)為a，則2×[（-2）-（-3）]=1×（1-a），解得a=-1，故還原生成NaCl，由元素守恒可知有水生成．

解答 解：（1）NO₂和N₂O₄的混合氣體中O元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{32}{46}$，氧元素質(zhì)量為69g×$\frac{32}{46}$=48g，氧原子物質(zhì)的量為$\frac{48g}{16g/mol}$=3mol；
溶液中硝酸鐵物質(zhì)的量為2L×0.6mol/L=1.2mol，硝酸根物質(zhì)的量為1.2mol×3=3.6mol，NO₃^-離子數(shù)目為3.6N_A個(gè)，
故答案為：3；3.6；
（2）①反應(yīng)中只有N元素化合價(jià)變化，由+3價(jià)升高為HNO₃中+5價(jià)，降低為NO中+2價(jià)，則NO的系數(shù)為2、HNO₃系數(shù)為1，NF₃的系數(shù)為3，結(jié)合原子守恒，可得化學(xué)方程式為：3NF₃+5H₂O=2NO+HNO₃+9HF，若反應(yīng)中生成0.2mol HNO₃，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目=0.2mol×2×N_Amol^-1=0.4N_A，
故答案為：3NF₃+5H₂O=2NO+HNO₃+9HF；0.4N_A；
②3NF₃+5H₂O=2NO+HNO₃+9HF中氧化劑為NF₃，NO為還原產(chǎn)物，氧化性NF₃＞NO，4NH₃+3F₂=NF₃+3NH₄F中氧化劑為F₂，氧化產(chǎn)物為NF₃，氧化性F₂＞NF₃＞NO，
故答案為：F₂＞NF₃＞NO；
（3）次氯酸鈉與氨氣反應(yīng)生成N₂H₄，反應(yīng)中N元素化合價(jià)升高，NH₃為還原劑，則NaClO為氧化劑，反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為2：1，設(shè)Cl元素在還原產(chǎn)物中化合價(jià)為a，則2×[（-2）-（-3）]=1×（1-a），解得a=-1，故還原生成NaCl，由元素守恒可知有水生成，反應(yīng)方程式為：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)，涉及氧化還原反應(yīng)計(jì)算、配平、氧化性比較等，注意從化合價(jià)變化的角度分析氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念和計(jì)算，注意題目給予信息的運(yùn)用，難度中等．