Question

無機(jī)化合物A中含有金屬Li元素，遇水強(qiáng)烈水解，主要用于有機(jī)合成和藥物制造，是具有良好前景的儲氫材料．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）．已知?dú)怏wC極易溶于水得到堿性溶液，電解無水B可生成金屬單質(zhì)D和氯氣．請回答下列問題：
（1）A的化學(xué)式是

 

，C的電子式是

 

．
（2）寫出化合物A與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（3）某同學(xué)通過查閱資料得知物質(zhì)A的性質(zhì)：
Ⅰ．工業(yè)上可用金屬D與液態(tài)的C在硝酸鐵催化下反應(yīng)來制備A物質(zhì)，純凈的A物質(zhì)為白色固體，但制得的粗品往往是灰色的．
Ⅱ．物質(zhì)A熔點(diǎn)390℃，沸點(diǎn)430℃，密度大于苯或甲苯，不溶于煤油，遇水反應(yīng)劇烈，也要避免接觸酸和酒精．在空氣中化合物A緩慢分解，對其加強(qiáng)熱則猛烈分解，但不會爆炸．在750～800℃分解為化合物E和氣體C．
①物質(zhì)A在750～800℃分解的方程式為：

 

．
②久置的物質(zhì)A可能大部分變質(zhì)而不能使用，需將其銷毀．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

 

．
（4）工業(yè)制備單質(zhì)D的流程圖如下：

①步驟①中操作名稱：

 

．
②試用平衡原理解釋步驟②中減壓的目的：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：無機(jī)物的推斷,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：推斷題

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，A中含Li，則D為ⅠA族金屬，則固體A與NH₄Cl固體反應(yīng)可表為：A+NH₄Cl→LiCl+NH₃，根據(jù)Cl原子守恒，LiCl的物質(zhì)的量=0.1mol，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；電解無水B可生成金屬單質(zhì)D和氯氣，B為LiCl，則金屬D為Li，由制備流程可知，①為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，得到晶體，②中失去水得到無水LiCl，③電解得到Li，以此來解答．

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，A中含Li，則D為ⅠA族金屬，則固體A與NH₄Cl固體反應(yīng)可表為：A+NH₄Cl→LiCl+NH₃，根據(jù)Cl原子守恒，LiCl的物質(zhì)的量=0.1mol，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）由上述分析可知，A為LiNH₂，C為氨氣，其電子式為，故答案為：LiNH₂；；
（2）化合物A與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為LiNH₂+2HCl=LiCl+NH₄Cl，故答案為：LiNH₂+2HCl=LiCl+NH₄Cl；
（3）①①物質(zhì)A在750～800℃分解生成E和氨氣，則由元素守恒可知，E為氮化鋰，反應(yīng)為3LiNH₂

750-800℃  .

Li₃N+2NH₃，故答案為：3LiNH₂

750-800℃  .

Li₃N+2NH₃；
②久置的物質(zhì)A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，是因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；乙醇可以跟LiNH₂反應(yīng)，方程式為LiNH₂+C₂H₅OH=C₂H₅OLi+NH₃可將其銷毀，
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；乙醇可以跟LiNH₂反應(yīng)，方程式為LiNH₂+C₂H₅OH=C₂H₅OLi+NH₃可將其銷毀；
（4）①由流程可知，溶液中得到晶體，則步驟①中操作名稱為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
  ②由LiCl﹒H₂O?LiCl+H₂O可知，步驟②中減壓的目的是減小壓強(qiáng)，有利于上述平衡向正方向移動，有利于無水LiCl的制備，故答案為：減小壓強(qiáng)，有利于LiCl﹒H₂O?LiCl+H₂O平衡向正方向移動，有利于無水LiCl的制備．

點(diǎn)評：本題考查無機(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)生對知識的遷移應(yīng)用與綜合分析解決問題能力，對學(xué)生的邏輯推理有較高的要求，把握A中含Li元素，則金屬D為Li是關(guān)鍵，難度較大．