Question

【題目】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，2.30 g固體A與5.35 g NH4Cl固體恰好完全反應(yīng)，生成固體B和4.48 L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Li3N和氣體C。

回答下列問題：

（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+2H2LiNH2+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Li2NH+H2LiNH2+LiH，下列有關(guān)說法正確的是 。

A.Li2NH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)氫和鋼瓶儲(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的無水乙醇，試解釋其化學(xué)原理 。

Answer 1

【答案】（1）

（2）6Li+N22Li3N

（3）LiNH2 11.4%

（4）3LiNH2Li3N+2NH3

（5）B

（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)，方程式為LiNH2+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)

【解析】本題考查金屬鋰及其化合物的性質(zhì)。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4.48 L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= =0.2 mol，其質(zhì)量=0.2 mol×17 g/mol=3.4 g，根據(jù)質(zhì)量守恒可知B的質(zhì)量為2.3 g+5.35 g3.4 g=4.25 g，NH4Cl的摩爾質(zhì)量為53.5 g/mol，5.35 g NH4Cl為0.1 mol，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，n(DCl2)=0.05 mol，則其摩爾質(zhì)量M==85 g/mol，所以D的相對(duì)分子質(zhì)量=8571=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，n(DCl)=0.1 mol，則其摩爾質(zhì)量M==42.5 g/mol，所以D的相對(duì)分子質(zhì)量=42.535.5=7，故D為Li，可推知B為LiCl，那么2.3 g化合物A中含Li元素也為0.1 mol，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2.3 g A中含有N原子為0.2 mol0.1 mol=0.1 mol，含有H原子為0.2 mol×30.4 mol=0.2 mol，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：；

（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+N22Li3N；

（3）反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Li3N+2H2LiNH2+2LiH，氫元素化合價(jià)由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LiNH2，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=×100%=11.4%；

（4）A為是LiNH2，在750～800℃分解的方程式為：3LiNH2Li3N+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+、H核外電子排布相同，對(duì)于核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，故Li+半徑小于H；故C錯(cuò)誤；D、鋼瓶儲(chǔ)氫是物理過程，而該方法為化學(xué)方法，故D錯(cuò)誤；故答案選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的無水乙醇，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LiNH2+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)。