Question

9．含氮廢水主要包括氰化物和NH₃，研究表明，用高鐵酸鉀在處理含氰廢水時，高鐵酸鉀水解產生Fe（ VI），將CN^-氧化為CNO^-，方程式為：Fe（ VI）+CN^-+H₂O→Fe（OH）₃+CNO^-+OH^-+O₂（未配平），
回答以下問題：
（1）NH₃的空間構型為三角錐型．
（2）Fe³⁺的基態價電子的排布式為3d⁵；OH^-的電子式為：
（3）上述反應中除H之外，其它非金屬元素的第一電離能由大到小順序為N＞O＞C．
（4）寫出于CNO^-互為等電子體的一種分子的化學式CO₂（或N₂O、CS₂等）
（5）CN^-在酸性條件下，可生成HCN，試寫出HCN的結構式為H-C≡N．

Answer 1

分析 （1）根據價層電子對互斥理論確定離子空間構型及原子雜化方式；
（2）根據元素符號，判斷元素原子的核外電子數，再根據構造原理來寫；氫氧根離子中氫原子與氧原子間共用1對電子；
（3）同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子的2p能級含有3個電子，處于半滿穩定狀態，能量較低，失去第1個電子需要的能量較大；
（4）根據等電子體是指具有相同電子數目和原子數目的分子或離子來回答；
（5）碳原子的成鍵情況主要根據與碳原子形成共價鍵的原子的數目確定．

解答 解：（1）NH₃的中心原子N的價層電子對個數=3+$\frac{1}{2}$×（5+-3×1）=4，價層電子對數為4，而且含有1個孤電子對，所以其空間構型三角錐形；
故答案為：三角錐；
（2）Fe元素為26號元素，原子核外有26個電子，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，Fe失去三個電子得到Fe³⁺，Fe³⁺的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；所以基態Fe³⁺的價電子排布式為3d⁵；氫氧根離子中氫原子與氧原子間共用1對電子，其電子式為；
故答案為：3d⁵；；
（3）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，N元素原子的2p能級有3個電子，為半滿穩定狀態，能量降低，失去第一個電子需要的能量較高，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（4）CNO^-中電子數為：6+7+8+1=22，與CO₂具有相同電子數目和原子數目，是等電子體，常見粒子還有CO₂（或N₂O、CS₂等）等；
故答案為：CO₂（或N₂O、CS₂等）；
（5）HCN分子中有1個碳原子和1個氮原子，1個氫原子，碳是中心原子，采用sp²雜化，碳與氫形成單鍵，與氮形成三鍵，則結構式為H-C≡N，
故答案為：H-C≡N．

點評 本題考查了價層電子對互斥理論的應用、電子排布式、電子式、第一電離能、等電子體、結構式等，題目涉及的知識點較多，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力，題目難度中等．