Question

【題目】氮化俚(Li3N)是一種金屬化合物，常用作儲(chǔ)氫材料，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)制備氮化鋰并測(cè)定其組成的實(shí)驗(yàn)如下(已知:Li3N易水解)。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）Li3N水解的化學(xué)方程式為__________________。

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)首先點(diǎn)燃A處酒精燈。寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________。

（3）)裝置D的作用是_______________。

（4）請(qǐng)用化學(xué)方法確定氮化鋰中含有未反應(yīng)的鋰，寫出實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象______________。

（5）測(cè)定氮化鋰的純度。

假設(shè)鋰粉只與氮?dú)夥磻?yīng)。稱取6.0g反應(yīng)后的固體，加入足量水，將生成的氣體全部蒸出并通入200.00mL1.00mol/L鹽酸中，充分反應(yīng)后，將所得溶液稀釋至500.00mL；取25.00mL稀釋后的溶液注入錐形瓶中,加入幾滴酚酞，用0.10mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的鹽酸。

①判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________。

②滴定起始和終點(diǎn)的液面位置如圖，則產(chǎn)品的純度為___________。

③若漓定前平視讀數(shù)，滴定后仰視讀數(shù)，則測(cè)定結(jié)果____(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。

Answer 1

【答案】Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳進(jìn)入C裝置取少量產(chǎn)物于試管中，加入適量蒸餾水（或鹽酸），用排水法收集得到無(wú)色氣體，則證明產(chǎn)物中含有未反應(yīng)的鋰最后一滴氫氧化鈉溶液滴入時(shí)，溶液由無(wú)色變紅色，且在半分鐘之內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色93.1%偏低

【解析】

分析:由圖可以知道A中發(fā)生2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O，B中濃硫酸的作用是吸收未反應(yīng)的氨氣同時(shí)干燥氮?dú)?/span>，C中發(fā)生6Li+N2=2Li3N，D裝置堿石灰吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，防止進(jìn)入C中，以此來(lái)解答。
(1) Li3N固體水解生成氫氧化鋰和氨氣，據(jù)此寫出化學(xué)方程式；

(2)A中氨氣和氧化銅在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N2；
(3) 根據(jù)氮化鋰易水解的性質(zhì)分析裝置D的作用；

(4) 氮化鋰與水反應(yīng)生成氨氣，鋰與水反應(yīng)生成氫氣，檢驗(yàn)生成的氣體有氫氣即可確定氮化鋰中含有未反應(yīng)的鋰；
(5) ①酚酞遇堿變紅，堿滴酸溶液顏色由無(wú)色變紅；

②氮化鋰與水反應(yīng)生成氨氣，被過(guò)量的鹽酸吸收，根據(jù)剩余的鹽酸量可得消耗的鹽酸，即可得到氨氣的量，據(jù)此計(jì)算產(chǎn)品的純度；
③仰視滴定管讀數(shù)將使側(cè)定的剩余鹽酸含量偏多，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏小。

詳解:(1) Li3N固體水解生成氫氧化鋰和氨氣，化學(xué)方程式為：Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑，

因此，本題正確答案是：Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑；

(2) A中氨氣和氧化銅在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O，因此，本題正確答案是：2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O；
(3) 裝置D的作用是防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳進(jìn)入C裝置；
因此，本題正確答案是：防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳進(jìn)入C裝置；
(4)若要確定氮化鋰中含有未反應(yīng)的鋰，由于氮化鋰與水反應(yīng)生成氨氣，鋰與水反應(yīng)生成氫氣，檢驗(yàn)生成的氣體有氫氣即可確定氮化鋰中含有未反應(yīng)的鋰；具體操作為：取少量產(chǎn)物于試管中，加入適量蒸餾水（或鹽酸），用排水法收集得到無(wú)色氣體，則證明產(chǎn)物中含有未反應(yīng)的鋰。（或“取少量產(chǎn)物放入足量鹽酸中，若有氣泡逸出，則證明產(chǎn)物中含有未反應(yīng)的鋰”）

因此，本題正確答案是: 取少量產(chǎn)物于試管中，加入適量蒸餾水（或鹽酸），用排水法收集得到無(wú)色氣體，則證明產(chǎn)物中含有未反應(yīng)的鋰。（或“取少量產(chǎn)物放入足量鹽酸中，若有氣泡逸出，則證明產(chǎn)物中含有未反應(yīng)的鋰”）；
(5) ①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是最后一滴氫氧化鈉溶液滴入時(shí)，溶液由無(wú)色變紅色，且在半分鐘之內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色；

②剩余的鹽酸量為0.10mol/L0.0202L=0.0404mol，故參與反應(yīng)的鹽酸為0.2L×1mol/L-0.0404=0.1596mol，根據(jù)氮元素守恒：Li3NNH3，則n(Li3N)= 0.1596mol ，

則氮化鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=93.1%；
因此，本題正確答案是: 93.1%；
③達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，仰視滴定管讀數(shù)將使消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液的體積讀數(shù)偏大，使剩余鹽酸的量計(jì)算偏大，反應(yīng)鹽酸的氨氣量偏小，故測(cè)定結(jié)果偏低；
因此，本題正確答案是：最后一滴氫氧化鈉溶液滴入時(shí)，溶液由無(wú)色變紅色，且在半分鐘之內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色； 93.1% ； 偏低。