Question

【題目】臭氧有強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- 的空間構型為_____________（用文字描述）。

(2)Fe3+基態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一轉化為OCN－；第ii步： OCN一繼續轉化為CO32一及兩種單質氣體。若第ii步轉化時，O3與OCN－物質的質量之比為3∶2，該步反應的離子方程式為_______。

(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；然后將所得溶液用amL cmol/L的Na2S2O3溶液進行滴定恰好到達終點。

(已知：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)

①O3與KI溶液反應生成兩種單質，則反應的化學方程式__________________________。

②該滴定實驗中除燒杯、錐形瓶外，還需要的玻璃儀器是_____________；

③該實驗中可選用_______(填物質名稱)作指示劑。空氣中臭氧的體積分數為_______。

④甲同學認為在滴定前應微熱溶液，以排除溶液中溶解的O3和O2，不然會使滴定結果偏_____(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-中價層電子對個數=3+(5+1-3×2)=3，中心原子N原子雜化類型為sp2；SO42-中價層電子對個數是4且不含孤電子對，空間構型是正四面體形。

（2）Fe原子核外電子排布為：1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去4s能級2個電子及3d能級1個電子形成Fe3+，Fe3+基態核外外層電子排布式為3d5。

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

（4）①臭氧具有很強的氧化性，而KI具有較強的還原性，二者會發生氧化還原反應，又根據生成兩種單質，則為O2和I2，所以反應化學方程式為：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遇淀粉溶液變藍色，Na2S2O3與I2反應后，藍色將褪去，故該實驗中可選用淀粉溶液作指示劑。根據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數為：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，則滴定時消耗的Na2S2O3偏大，會導致滴定結果偏高。