Question

【题目】臭氧有强氧化性能在一定条件下将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42- 和NO3 -。臭氧可用于净化空气，饮用水消毒，处理工业废物和作为漂白剂。

(1)NO3-中心原子轨道的杂化类型为___________；SO42- 的空间构型为_____________（用文字描述）。

(2)Fe3+基态核外外层电子排布式为__________________。

(3)臭氧可用于含CN一碱性电镀废水的处理。第i步：CN一转化为OCN－；第ii步： OCN一继续转化为CO32一及两种单质气体。若第ii步转化时，O3与OCN－物质的质量之比为3∶2，该步反应的离子方程式为_______。

(4)为测定大气中臭氧(O3)含量，将0℃、1.01×105Pa的空气VL慢慢通过足量KI溶液，使臭氧完全反应；然后将所得溶液用amL cmol/L的Na2S2O3溶液进行滴定恰好到达终点。

(已知：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)

①O3与KI溶液反应生成两种单质，则反应的化学方程式__________________________。

②该滴定实验中除烧杯、锥形瓶外，还需要的玻璃仪器是_____________；

③该实验中可选用_______(填物质名称)作指示剂。空气中臭氧的体积分数为_______。

④甲同学认为在滴定前应微热溶液，以排除溶液中溶解的O3和O2，不然会使滴定结果偏_____(填“低”或“高”)。

Answer 1

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

【解析】

（1）NO3-中价层电子对个数=3+(5+1-3×2)=3，中心原子N原子杂化类型为sp2；SO42-中价层电子对个数是4且不含孤电子对，空间构型是正四面体形。

（2）Fe原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去4s能级2个电子及3d能级1个电子形成Fe3+，Fe3+基态核外外层电子排布式为3d5。

（3）第ii步：O3与OCN一生成CO32一及两种单质气体，则生成N2和O2，又因为O3与OCN－物质的质量之比为3∶2，废水呈碱性，所以该步反应的离子方程式为：2OCN-+2OH-+3O3=2CO32-+N2+3O2+H2O。

（4）①臭氧具有很强的氧化性，而KI具有较强的还原性，二者会发生氧化还原反应，又根据生成两种单质，则为O2和I2，所以反应化学方程式为：H2O+O3+2KI=O2+I2+2KOH。

②用Na2S2O3溶液滴定含I2的溶液，需要的玻璃仪器有碱式滴定管、锥形瓶、烧杯等。

③I2遇淀粉溶液变蓝色，Na2S2O3与I2反应后，蓝色将褪去，故该实验中可选用淀粉溶液作指示剂。根据H2O+O3+2KI=O2+I2+2KOH、2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可得，n(O3)=n(Na2S2O3)=×cmol/L×a×10-3L=mol，所以空气中臭氧的体积分数为：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，则滴定时消耗的Na2S2O3偏大，会导致滴定结果偏高。