Question

鋰的化合物用途廣泛，如Li₃N是非常有前途的儲(chǔ)氫材料，氨基鋰（LiNH₂）主要用于藥物制造．在一定條件下，2.30g固體A與5.35g NH₄Cl固體恰好完全反應(yīng)，生成固體B和4.48L氣體C（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．氣體C極易溶于水得到堿性溶液，電解無(wú)水B可生成一種短周期元素的金屬單質(zhì)D和氯氣．由文獻(xiàn)資料知道：工業(yè)上物質(zhì)A可用金屬D與液態(tài)的C在硝酸鐵催化下反應(yīng)來(lái)制備，純凈的A為白色固體，但制得的粗品往往是灰色的；A的熔點(diǎn)390℃，沸點(diǎn)430℃，密度大于苯或甲苯，遇水反應(yīng)劇烈，也要避免接觸酸、酒精．在空氣中A緩慢分解，對(duì)其加強(qiáng)熱則猛烈分解，在750～800℃分解為L(zhǎng)i₃N和氣體C．
回答下列問(wèn)題：
（1）C的電子式為

 

．
（2）將鋰在純氮?dú)庵腥紵�可制得Li₃N，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）氮化鋰在氫氣中加熱時(shí)可得到氨基鋰（LiNH₂），其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Li₃N+2H₂

△   .

LiNH₂+2LiH，氧化產(chǎn)物為

 

（填化學(xué)式）．在270℃時(shí)，該反應(yīng)可逆向發(fā)生放出H₂，因而氮化鋰可作為儲(chǔ)氫材料，儲(chǔ)存氫氣最多可達(dá)Li₃N質(zhì)量的

 

%（精確到0.1）．
（4）A在750～800℃分解的方程式

 

．
（5）亞氨基鋰（Li₂NH）也是一種儲(chǔ)氫容量高，安全性好的固體儲(chǔ)氫材料，其儲(chǔ)氫原理可表示為L(zhǎng)i₂NH+H₂═LiNH₂+LiH，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

 

．
A．LiNH中N的化合價(jià)是-1         B．該反應(yīng)中H₂既是氧化劑又是還原劑
C．Li⁺和H^-的離子半徑相等        D．此法儲(chǔ)氫和鋼瓶?jī)?chǔ)氫的原理相同
（6）久置的A可能大部分變質(zhì)而不能使用，需要將其銷毀．遇到這種情況，可用苯或甲苯將其覆蓋，然后緩慢加入用苯或甲苯稀釋過(guò)的無(wú)水乙醇，試解釋其化學(xué)原理．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：無(wú)機(jī)物的推斷

專題：推斷題,元素及其化合物

分析：在一定條件下，2.30g固體A與5.35gNH₄Cl固體恰好完全反應(yīng)，生成固體B和4.48L氣體C （標(biāo)準(zhǔn)狀況），氣體C極易溶于水得到堿性溶液，可推知C為NH₃，電解無(wú)水B可生成一種短周期元素的金屬單質(zhì)D和氯氣，B為金屬D氯化物，4.48L氨氣的物質(zhì)的量=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，其質(zhì)量=0.2mol×17g/mol=3.4g，根據(jù)質(zhì)量守恒可知B的質(zhì)量為2.3g+5.35g-3.4g=4.25g，NH₄Cl的摩爾質(zhì)量為53.5g/mol，5.35gNH₄Cl為0.1mol，若D為ⅡA族金屬，則固體A與NH₄Cl固體反應(yīng)可表為：A+NH₄Cl→DCl₂+NH₃，根據(jù)Cl原子守恒，DCl₂的物質(zhì)的量=0.05mol，其摩爾質(zhì)量=

4.25g

0.05mol

=85g/mol，D的相對(duì)分子質(zhì)量=85-71=14，不符合題意，若D為ⅠA族金屬，則固體A與NH₄Cl固體反應(yīng)可表為：A+NH₄Cl→DCl+NH₃，根據(jù)Cl原子守恒，DCl的物質(zhì)的量=0.1mol，其摩爾質(zhì)量=

4.25g

0.1mol

=42.5g/mol，D的相對(duì)分子質(zhì)量=42.5-35.5=7，故D為L(zhǎng)i，可推知B為L(zhǎng)iCl，那么2.3g化合物A中含Li元素也為 0.1mol，再根據(jù)質(zhì)量守恒和原子守恒（原子的種類和數(shù)目反應(yīng)前后相同），則2.3gA中含有N原子為0.2mol-0.1mol=0.1mol，含有H原子為0.2mol×4-0.4mol=0.2mol，可推知A是LiNH₂；
（1）C為氨氣是共價(jià)化合物書寫C的電子式；
（2）依據(jù)原子守恒配平書寫化學(xué)方程式；
根據(jù)化合物A（LiNH₂）遇水強(qiáng)烈水解，能生成LiOH和NH₃，所以其與鹽酸反應(yīng)生成LiCl、NH₄Cl；
（3）依據(jù)元素化合價(jià)變化分析，元素化合價(jià)升高失去電子做還原劑 被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)，依據(jù)逆向反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算；
（4）依據(jù)原子守恒書寫A在750～800℃分解的方程式；
（5）Li₂NH中H元素的化合價(jià)是+1，氮元素的化合價(jià)為-3；LiNH₂中氮元素的化合價(jià)為-3，H元素的化合價(jià)是+1；LiH中H元素的化合價(jià)是-1，可以從化合價(jià)變化的角度來(lái)判斷氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念；離子核外電子層數(shù)越多，半徑越大；鋼瓶?jī)?chǔ)氫是物理過(guò)程；
（6）LiNH₂密度大于苯或甲苯且不溶于它們，所以可用苯或甲苯進(jìn)行覆蓋；乙醇羥基上的氫較活潑，故也可以跟LiNH₂反應(yīng)，但是由于醇羥基上的氫比水中氫不活潑，故此反應(yīng)進(jìn)行較緩慢，可將其銷毀又不會(huì)有危險(xiǎn)；

解答： 解：在一定條件下，2.30g固體A與5.35gNH₄Cl固體恰好完全反應(yīng)，生成固體B和4.48L氣體C （標(biāo)準(zhǔn)狀況），氣體C極易溶于水得到堿性溶液，可推知C為NH₃，電解無(wú)水B可生成一種短周期元素的金屬單質(zhì)D和氯氣，B為金屬D氯化物，4.48L氨氣的物質(zhì)的量=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，其質(zhì)量=0.2mol×17g/mol=3.4g，根據(jù)質(zhì)量守恒可知B的質(zhì)量為2.3g+5.35g-3.4g=4.25g，NH₄Cl的摩爾質(zhì)量為53.5g/mol，5.35gNH₄Cl為0.1mol，若D為ⅡA族金屬，則固體A與NH₄Cl固體反應(yīng)可表為：A+NH₄Cl→DCl₂+NH₃，根據(jù)Cl原子守恒，DCl₂的物質(zhì)的量=0.05mol，其摩爾質(zhì)量=

4.25g

0.05mol

=85g/mol，D的相對(duì)分子質(zhì)量=85-71=14，不符合題意，若D為ⅠA族金屬，則固體A與NH₄Cl固體反應(yīng)可表為：A+NH₄Cl→DCl+NH₃，根據(jù)Cl原子守恒，DCl的物質(zhì)的量=0.1mol，其摩爾質(zhì)量=

4.25g

0.1mol

=42.5g/mol，D的相對(duì)分子質(zhì)量=42.5-35.5=7，故D為L(zhǎng)i，可推知B為L(zhǎng)iCl，那么2.3g化合物A中含Li元素也為 0.1mol，再根據(jù)質(zhì)量守恒和原子守恒（原子的種類和數(shù)目反應(yīng)前后相同），則2.3gA中含有N原子為0.2mol-0.1mol=0.1mol，含有H原子為0.2mol×4-0.4mol=0.2mol，可推知A是LiNH₂；
（1）C為氨氣是共價(jià)化合物書寫C的電子式為：；
故答案為：；
（2）將鋰在純氮?dú)庵腥紵�可制得Li₃N，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為6Li+N₂

點(diǎn)燃  .

2Li₃N；
故答案為：6Li+N₂

點(diǎn)燃  .

2Li₃N；
（3）反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Li₃N+2H₂

△   .

LiNH₂+2LiH，氫元素化合價(jià)0價(jià)變化為+1價(jià)和-1價(jià)，化合價(jià)升高的做還原劑被氧化生成氧化產(chǎn)物，所以氧化產(chǎn)物為L(zhǎng)iNH₂ ，在270℃時(shí)，該反應(yīng)可逆向發(fā)生放出H₂，因而氮化鋰可作為儲(chǔ)氫材料，按照化學(xué)方程式計(jì)算，儲(chǔ)存氫氣最多可達(dá)Li₃N質(zhì)量的=

2×2g/mol

35g/mol

×100%=11.4%；
故答案為：LiNH₂ ，11.4；
（4）A為是LiNH₂，在750～800℃分解的方程式為：3LiNH₂

750-800℃  .

Li₃N+2NH₃；
故答案為：3LiNH₂

750-800℃  .

Li₃N+2NH₃；
（5）A、Li₂NH中氮元素的化合價(jià)為-3；故A錯(cuò)誤；
B、反應(yīng)物H₂中的氫元素的化合價(jià)為0價(jià)，反應(yīng)后生成LiNH₂中H元素的化合價(jià)是+1，LiH中H元素的化合價(jià)是-1，所以H₂既是氧化劑又是還原劑，故B正確；
C、Li⁺核外有一個(gè)電子層，H⁺核外無(wú)電子，離子核外電子層數(shù)越多，半徑越大，故Li⁺半徑大于H⁺；故C錯(cuò)誤；
D、鋼瓶?jī)?chǔ)氫是物理過(guò)程，而該方法為化學(xué)方法，故D錯(cuò)誤．
故選B．
故答案為：B．
（6）久置的A可能大部分變質(zhì)而不能使用，需要將其銷毀．遇到這種情況，可用苯或甲苯將其覆蓋，然后緩慢加入用苯或甲苯稀釋過(guò)的無(wú)水乙醇，LiNH₂密度大于苯或甲苯且不溶于它們，所以可用苯或甲苯進(jìn)行覆蓋，乙醇羥基上的氫較活潑，故也可以跟LiNH₂反應(yīng)，方程式為L(zhǎng)iNH₂+C₂H₅OH-→C₂H₅OLi+NH₃，但是由于醇羥基上的氫比水中氫不活潑，故此反應(yīng)進(jìn)行較緩慢，可將其銷毀又不會(huì)有危險(xiǎn)；
故答案為：LiNH₂密度大于苯或甲苯且不溶于它們，所以可用苯或甲苯進(jìn)行覆蓋；乙醇羥基上的氫較活潑，故也可以跟LiNH₂反應(yīng)，方程式為L(zhǎng)iNH₂+C₂H₅OH-→C₂H₅OLi+NH₃，但是由于醇羥基上的氫沒有水中氫活潑，故此反應(yīng)進(jìn)行較緩慢，可將其銷毀又不會(huì)有危險(xiǎn)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查無(wú)機(jī)物推斷、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等，題目素材比較陌生，增大題目難度，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用與綜合分析解決問(wèn)題能力，對(duì)學(xué)生的邏輯推理有較高的要求，計(jì)算推斷金屬D為L(zhǎng)i是關(guān)鍵，難度較大．