Question

【題目】NF3（三氟化氮）在常溫常壓下是無色、無味的氣體，是微電子工業中一種優良的等離子蝕刻氣體。回答下列問題：

（1）NF3的電子式為______，N元素的化合價為______。

（2）F2與NH3直接反應生成NF3的化學方程式為______。

（3）實驗室模擬工業上利用電解熔融NH4HF2（NH4FHF）法制取NF3，陽極為以Ni為基本材料的合金（內含其他金屬，忽略鎳及其他金屬的反應），陰極為碳素鋼，電解廢液可回收再利用。

①電解時NF3在______極生成；陰極產生的氣體是______（填化學式）。

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

已知該實驗條件下，部分金屬離子開始沉淀與沉淀完全的pH如下表

金屬離子	Ni2+	Fe2+	Cu2+	Fe3+
開始沉淀時的pH	7.2	7.0	4.7	1.9
沉淀完全時的pH	9.2	9.0	6.7	3.2

步驟I的目的是______；步驟Ⅱ濾餅中Ni溶于硝酸的離子方程式為______（HNO3的還原產物為NO）；步驟Ⅲ調節pH時，理論上pH應控制的范圍是______。

Answer 1

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

【解析】

（1）NF3為共價化合物，電子式為，N為+3價、F為-1價，

故答案為：；+3；

（2）F2與NH3直接反應生成NF3，同時生成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，應為陽極反應；陰極生成氫氣，

故答案為：陽；H2；

②由流程可知，加水溶解，可除去NH4HF2，加入過量稀硝酸，金屬溶解，Ni溶于硝酸的離子方程式為3Ni+8H++2NO3-=3Ni2++2NO+4H2O，調節溶液pH，使銅離子、鐵離子完全沉淀，且避免鎳離子沉淀，則調節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。