Question

ZnSe是一種光電性能優(yōu)異的半導(dǎo)體材料，人們開發(fā)出了多種制備ZnSe納米粒子的方法．某研究小組用如下方法制備了ZnSe納米粒子：

（1）SeO₂能溶于水，溶解過程中的化學(xué)方程式：

 

；
（2）硒酸（H₂SeO₄）的水溶液按下式發(fā)生一級和二級電離：
H₂SeO₄═H⁺+HSeO₄^-；HSeO₄^-?H⁺+SeO₄^2-，K₂=1.0×10^-2（298K）
NaSeO₄溶液顯

 

（填“酸性”、“中性”、“堿性”）．理由

 

（用離子方程式表示）
（3）已知已知肼（N₂H₄）有強(qiáng)還原性，在反應(yīng)釜中與SeO₃^2-反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是N₂，請寫出該反應(yīng)的離子程式：

 

．
（4）將產(chǎn)物用X-射線粉末衍射儀（XRD）和X射線能譜儀進(jìn)行物相和成分分析，發(fā)現(xiàn)其Zn和Se的原子個數(shù)比接近1：1，N和H的原子個數(shù)比為1：2； 產(chǎn)物樣品經(jīng)紅外光譜分析可知產(chǎn)物中含有N-H、N-N鍵．結(jié)合產(chǎn)物樣品的熱重（重量-溫度關(guān)系圖）分析結(jié)果如圖所示，推測產(chǎn)物的化學(xué)式可能為：

 

．

Answer 1

分析：（1）Se與S同主族，SeO₂為酸性氧化物，與SO₂性質(zhì)相似；
（2）根據(jù)HSeO₄^-?H⁺+SeO₄^2-，K₂=1.0×10^-2（298K），可知Na₂SeO₄為強(qiáng)堿弱酸鹽，SeO₄^2-離子水解，溶液呈堿性；
（3）在反應(yīng)釜中反應(yīng)物有Zn²⁺、SeO₃^2-、N₂H₄，生成物有N₂，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子相等和質(zhì)量守恒定律書寫離子方程式；
（4）由題意可知Zn和Se的原子個數(shù)比接近1：1，則化學(xué)式中含有ZnSe結(jié)構(gòu)；N和H的原子個數(shù)比為1：2； 產(chǎn)物樣品經(jīng)紅外光譜分析可知產(chǎn)物中含有N-H、N-N鍵，則化學(xué)式中還含有N₂H₄結(jié)構(gòu)；加熱時N₂H₄分解，所以減少的10%質(zhì)量為N₂H₄的質(zhì)量，剩余90%為ZnSe，根據(jù)二者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)求出在化學(xué)式中的個數(shù)比．

解答：解：（1）SeO₂為酸性氧化物，與水反應(yīng)生成H₂SeO₃，反應(yīng)方程式為SeO₂+H₂O═H₂SeO₃，故答案為：SeO₂+H₂O═H₂SeO₃；
（2）根據(jù)HSeO₄^-?H⁺+SeO₄^2-，K₂=1.0×10^-2（298K），可知Na₂SeO₄為強(qiáng)堿弱酸鹽，SeO₄^2-離子水解，溶液呈堿性，水解離子方程式為SeO₄^2-+H₂O═HSeO₄^-+OH^-，
故答案為：堿性；SeO₄^2-+H₂O?HSeO₄^-+OH^-；
（3）在反應(yīng)釜中反應(yīng)物有Zn²⁺、SeO₃^2-、N₂H₄，生成物有N₂，SeO₃^2-被還以為-2價的Se，與Zn²⁺生成ZnSe，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子相等和質(zhì)量守恒定律，離子方程式為2Zn²⁺+2SeO₃^2-+3N₂H₄=2ZnSe+3N₂↑+6H₂O，
故答案為：2Zn²⁺+2SeO₃^2-+3N₂H₄=2ZnSe+3N₂↑+6H₂O；
（4）由題意可知Zn和Se的原子個數(shù)比接近1：1，則化學(xué)式中含有ZnSe結(jié)構(gòu)；N和H的原子個數(shù)比為1：2； 產(chǎn)物樣品經(jīng)紅外光譜分析可知產(chǎn)物中含有N-H、N-N鍵，則化學(xué)式中還含有N₂H₄結(jié)構(gòu)；加熱時N₂H₄分解，所以減少的10%質(zhì)量為N₂H₄的質(zhì)量，剩余90%為ZnSe，則

90%

145

：

10%

32

=

2

1

，即化學(xué)式為2ZnSe?N₂H₄，
故答案為：2ZnSe?N₂H₄．

點(diǎn)評：本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應(yīng)、鹽的水解等知識，本題難度中等．