Question

【題目】NF3（三氟化氮）在常溫常壓下是無(wú)色、無(wú)味的氣體，是微電子工業(yè)中一種優(yōu)良的等離子蝕刻氣體。回答下列問(wèn)題：

（1）NF3的電子式為______，N元素的化合價(jià)為______。

（2）F2與NH3直接反應(yīng)生成NF3的化學(xué)方程式為______。

（3）實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上利用電解熔融NH4HF2（NH4FHF）法制取NF3，陽(yáng)極為以Ni為基本材料的合金（內(nèi)含其他金屬，忽略鎳及其他金屬的反應(yīng)），陰極為碳素鋼，電解廢液可回收再利用。

①電解時(shí)NF3在______極生成；陰極產(chǎn)生的氣體是______（填化學(xué)式）。

②電解后廢液（含Ni少量Fe和Cu的單質(zhì)及NH4HF2等）可經(jīng)如下流程進(jìn)行回收再利用：

已知該實(shí)驗(yàn)條件下，部分金屬離子開(kāi)始沉淀與沉淀完全的pH如下表

金屬離子	Ni2+	Fe2+	Cu2+	Fe3+
開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	7.2	7.0	4.7	1.9
沉淀完全時(shí)的pH	9.2	9.0	6.7	3.2

步驟I的目的是______；步驟Ⅱ?yàn)V餅中Ni溶于硝酸的離子方程式為______（HNO3的還原產(chǎn)物為NO）；步驟Ⅲ調(diào)節(jié)pH時(shí)，理論上pH應(yīng)控制的范圍是______。

Answer 1

【答案】 +3 NH3+3F2=NF3+6HF或4NH3+3F2=NF3+3NH4F 陽(yáng) H2 除去NH4HF2 3Ni+8H++2NO3-=3Ni2++2NO+4H2O 6.7≤pH＜7.2

【解析】

（1）NF3為共價(jià)化合物，電子式為，N為+3價(jià)、F為-1價(jià)，

故答案為：；+3；

（2）F2與NH3直接反應(yīng)生成NF3，同時(shí)生成HF或NH4F，方程式為NH3+3F2=NF3+6HF或4NH3+3F2=NF3+3NH4F，

故答案為：NH3+3F2=NF3+6HF或4NH3+3F2=NF3+3NH4F；

（3）①利用電解熔融NH4HF2（NH4FHF）法制取NF3，N元素被氧化，應(yīng)為陽(yáng)極反應(yīng)；陰極生成氫氣，

故答案為：陽(yáng)；H2；

②由流程可知，加水溶解，可除去NH4HF2，加入過(guò)量稀硝酸，金屬溶解，Ni溶于硝酸的離子方程式為3Ni+8H++2NO3-=3Ni2++2NO+4H2O，調(diào)節(jié)溶液pH，使銅離子、鐵離子完全沉淀，且避免鎳離子沉淀，則調(diào)節(jié)pH的范圍為6.7≤pH＜7.2，

故答案為：除去NH4HF2；3Ni+8H++2NO3-=3Ni2++2NO+4H2O；6.7≤pH＜7.2。