Question

【題目】臭氧有強(qiáng)氧化性能在一定條件下將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為SO42- 和NO3 -。臭氧可用于凈化空氣，飲用水消毒，處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。

(1)NO3-中心原子軌道的雜化類型為___________；SO42- 的空間構(gòu)型為_____________（用文字描述）。

(2)Fe3+基態(tài)核外外層電子排布式為__________________。

(3)臭氧可用于含CN一堿性電鍍廢水的處理。第i步：CN一轉(zhuǎn)化為OCN－；第ii步： OCN一繼續(xù)轉(zhuǎn)化為CO32一及兩種單質(zhì)氣體。若第ii步轉(zhuǎn)化時(shí)，O3與OCN－物質(zhì)的質(zhì)量之比為3∶2，該步反應(yīng)的離子方程式為_______。

(4)為測定大氣中臭氧(O3)含量，將0℃、1.01×105Pa的空氣VL慢慢通過足量KI溶液，使臭氧完全反應(yīng)；然后將所得溶液用amL cmol/L的Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定恰好到達(dá)終點(diǎn)。

(已知：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)

①O3與KI溶液反應(yīng)生成兩種單質(zhì)，則反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________。

②該滴定實(shí)驗(yàn)中除燒杯、錐形瓶外，還需要的玻璃儀器是_____________；

③該實(shí)驗(yàn)中可選用_______(填物質(zhì)名稱)作指示劑。空氣中臭氧的體積分?jǐn)?shù)為_______。

④甲同學(xué)認(rèn)為在滴定前應(yīng)微熱溶液，以排除溶液中溶解的O3和O2，不然會(huì)使滴定結(jié)果偏_____(填“低”或“高”)。

Answer 1

【答案】sp2（正）四面體形3d52OCN—+2OH—+3O3=2CO32一+N2+3O2+H2OH2O+O3+2KI═O2+I2+2KOH堿式滴定管淀粉0.0112ac/V偏高

【解析】

（1）NO3-中價(jià)層電子對個(gè)數(shù)=3+(5+1-3×2)=3，中心原子N原子雜化類型為sp2；SO42-中價(jià)層電子對個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對，空間構(gòu)型是正四面體形。

（2）Fe原子核外電子排布為：1s22s22p63s23p63d64s2，F(xiàn)e原子失去4s能級(jí)2個(gè)電子及3d能級(jí)1個(gè)電子形成Fe3+，F(xiàn)e3+基態(tài)核外外層電子排布式為3d5。

（3）第ii步：O3與OCN一生成CO32一及兩種單質(zhì)氣體，則生成N2和O2，又因?yàn)?/span>O3與OCN－物質(zhì)的質(zhì)量之比為3∶2，廢水呈堿性，所以該步反應(yīng)的離子方程式為：2OCN-+2OH-+3O3=2CO32-+N2+3O2+H2O。

（4）①臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，而KI具有較強(qiáng)的還原性，二者會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，又根據(jù)生成兩種單質(zhì)，則為O2和I2，所以反應(yīng)化學(xué)方程式為：H2O+O3+2KI=O2+I2+2KOH。

②用Na2S2O3溶液滴定含I2的溶液，需要的玻璃儀器有堿式滴定管、錐形瓶、燒杯等。

③I2遇淀粉溶液變藍(lán)色，Na2S2O3與I2反應(yīng)后，藍(lán)色將褪去，故該實(shí)驗(yàn)中可選用淀粉溶液作指示劑。根據(jù)H2O+O3+2KI=O2+I2+2KOH、2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可得，n(O3)=n(Na2S2O3)=×cmol/L×a×10-3L=mol，所以空氣中臭氧的體積分?jǐn)?shù)為：mol×22.4L/mol÷V L=0.0112ac/V。

④O3和O2也能氧化Na2S2O3，若含I2的溶液中溶有O3和O2，則滴定時(shí)消耗的Na2S2O3偏大，會(huì)導(dǎo)致滴定結(jié)果偏高。