题目
4.(2018·江苏·21A)臭氧(O3)在 ([ Fe{({H)_(2)O)}_(6)] }^2+ 催化下能将-|||-烟气中的SO2、N Ox分别氧化为 (S{O)_(4)}^2- 和 (N{O)_(3)}^-, NOx 也可-|||-在其他条件下被还原为N2。-|||-(1) (S{O)_(4)}^2- 中心原子轨道的杂化类型为 __ (N{O)_(3)}^- 的-|||-空间构型为 __ (用文字描述)。-|||-(2) ^2+ 基态核外电子排布式为 __ o-|||-(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为 __-|||-(填化学式)。-|||-(4)N2分子中σ键与π键的数目比 (0):n(pi )= __ o-|||-(5) ([ Fe{({H)_(2)O)}_(6)] }^2+ 与NO反应生成的 ([ e(NO){({H)_(2)O)}_(5)] }^2+ 中,-|||-NO以N原子与 ^2+ 形成配位键。请在 ([ Fe(NO){({H)_(2)O)}_(5)] }^2+-|||-结构示意图的相应位置补填缺少的配体。-|||-H2O H2-|||-一 Fe^(2+)-OH2-|||-OH2
题目解答
答案
解析
步骤 1：${S{O}_{4}}^{2-}$ 中心原子轨道的杂化类型
${S{O}_{4}}^{2-}$ 中心原子为硫原子，硫原子的价层电子对数为4，形成4个共价键，所以硫原子的杂化方式为sp^3杂化。
步骤 2：${N{O}_{3}}^{-}$ 的空间构型
${N{O}_{3}}^{-}$ 的价层电子对数为3，形成3个共价键，所以微粒的空间结构为平面三角形，N原子杂化为sp^2。
步骤 3：${Fe}^{2+}$ 基态核外电子排布式
铁为26号元素，基态原子核外电子排布为1s ^22s^22p^63 s^23p^63d^64s^2，所以 ${Fe}^{2+}$ 的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d^6或1s^22s^22p^63s^23p^63d^6。
步骤 4：与O3分子互为等电子体的一种阴离子
O3分子的价层电子数为24，与之互为等电子体的阴离子为 ${N{O}_{2}}^{-}$。
步骤 5：N2分子中σ键与π键的数目比
N2分子中，每个氮原子形成一个σ键和两个π键，所以σ键与π键的数目比为1:2。
步骤 6：${[ Fe(NO){({H}_{2}O)}_{5}] }^{2+}$ 结构示意图
根据提示， ${Fe}^{2+}$ 的配位数为6，水分子中O原子提供孤对电子，NO中N原子提供孤对电子，所以 ${[ Fe(NO){({H}_{2}O)}_{5}] }^{2+}$ 的结构示意图为 $ON-{Fe}^{2+}-O{H}_{2}$。
${S{O}_{4}}^{2-}$ 中心原子为硫原子，硫原子的价层电子对数为4，形成4个共价键，所以硫原子的杂化方式为sp^3杂化。
步骤 2：${N{O}_{3}}^{-}$ 的空间构型
${N{O}_{3}}^{-}$ 的价层电子对数为3，形成3个共价键，所以微粒的空间结构为平面三角形，N原子杂化为sp^2。
步骤 3：${Fe}^{2+}$ 基态核外电子排布式
铁为26号元素，基态原子核外电子排布为1s ^22s^22p^63 s^23p^63d^64s^2，所以 ${Fe}^{2+}$ 的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d^6或1s^22s^22p^63s^23p^63d^6。
步骤 4：与O3分子互为等电子体的一种阴离子
O3分子的价层电子数为24，与之互为等电子体的阴离子为 ${N{O}_{2}}^{-}$。
步骤 5：N2分子中σ键与π键的数目比
N2分子中，每个氮原子形成一个σ键和两个π键，所以σ键与π键的数目比为1:2。
步骤 6：${[ Fe(NO){({H}_{2}O)}_{5}] }^{2+}$ 结构示意图
根据提示， ${Fe}^{2+}$ 的配位数为6，水分子中O原子提供孤对电子，NO中N原子提供孤对电子，所以 ${[ Fe(NO){({H}_{2}O)}_{5}] }^{2+}$ 的结构示意图为 $ON-{Fe}^{2+}-O{H}_{2}$。