Question

【題目】Li3N是一種儲(chǔ)氫材料，可以用Li和N2在450℃反應(yīng)制備。已知Li3N易水解，細(xì)粉狀的Li3N在空氣中加熱可發(fā)生劇烈燃燒。下圖是某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制備少量Li3N的裝置圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）B裝置的作用是_________________，如果B裝置中玻璃管兩端沒(méi)有玻璃棉可能造成的后果是____________________________。

（2）D裝置中的試劑是_____________，作用是__________________________。

（3）C裝置的小盤(pán)中放有少量Li的作用是____________________________。

（4）實(shí)驗(yàn)步驟如下：安裝好儀器，檢查裝置氣密性，裝入藥品；_________________________。（請(qǐng)按正確的順序填入下列步驟的標(biāo)號(hào)）；拆除裝置，取出產(chǎn)物。

①點(diǎn)燃B中酒精燈加熱B中試管；

②打開(kāi)活塞K；

③關(guān)閉電加熱裝置停，充分冷卻；

④調(diào)節(jié)電加熱裝置控制溫度為450℃；

⑤關(guān)閉活塞K；

⑥熄滅B中酒精燈；

（5）請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用化學(xué)方法區(qū)分Li與Li3N，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟及觀察到的現(xiàn)象___________________________________。

（6）Li3N在H2中加熱時(shí)可得到氨基鋰（LiNH2），該反應(yīng)在270℃可逆，所以Li3N可作為儲(chǔ)氫材料，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：___________________________________。

Answer 1

【答案】 除去空氣中氧氣 銅粉可能堵塞導(dǎo)氣管 濃硫酸 防止空氣中水蒸氣進(jìn)入 C 裝置，與 Li3N 反應(yīng) 進(jìn)一步除去空氣中氧氣 ①②④③⑤⑥ 取少量樣品投入水中，有氣泡產(chǎn)生，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于氣體中，如果試紙變藍(lán)，則該樣品是 Li3N，如果試紙不變色，則該樣品是 Li。（或?qū)⑸�成的氣體通入酚酞試液中，如果溶液變紅，則樣品是 Li3N，如果溶液不變紅，則樣品是 Li） Li3N + 2H2 LiNH2 + 2LiH

【解析】(1)堿石灰能夠吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，經(jīng)過(guò)B裝置中的灼熱的銅粉可以除去空氣中的氧氣；如果B裝置中玻璃管兩端沒(méi)有玻璃棉，銅粉可能堵塞導(dǎo)氣管，故答案為：除去空氣中氧氣；銅粉可能堵塞導(dǎo)氣管；

(2)根據(jù)題意，Li3N易水解，D裝置中的試劑需要能夠防止外界水蒸氣進(jìn)入C，可以選用濃硫酸，故答案為：濃硫酸；防止空氣中水蒸氣進(jìn)入 C 裝置，與 Li3N 反應(yīng)；

(3)C裝置的小盤(pán)中放有少量Li可以進(jìn)一步除去空氣中剩余的少量氧氣，故答案為：進(jìn)一步除去空氣中氧氣；

(4)實(shí)驗(yàn)步驟如下：安裝好儀器，檢查裝置氣密性，裝入藥品；為了防止氧氣進(jìn)入C，需要首先點(diǎn)燃B處酒精燈，然后通入空氣，再調(diào)節(jié)電加熱裝置控制溫度為450℃，反應(yīng)生成Li3N，關(guān)閉電加熱裝置停，充分冷卻；關(guān)閉活塞K；最后熄滅B中酒精燈，拆除裝置，取出產(chǎn)物，正確的順序?yàn)棰佗冖堍邰茛蓿�故答案為：①②④③⑤�?/span>；

(5)金屬鋰能夠與水反應(yīng)放出氫氣，同時(shí)生成氫氧化鋰，Li3N能夠水解生成氫氧化鋰和氨氣，因此只需要檢驗(yàn)生成的氣體即可，具體步驟為：取少量樣品投入水中，有氣泡產(chǎn)生，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于氣體中，如果試紙變藍(lán)，則該樣品是 Li3N，如果試紙不變色，則該樣品是 Li，故答案為：取少量樣品投入水中，有氣泡產(chǎn)生，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于氣體中，如果試紙變藍(lán)，則該樣品是 Li3N，如果試紙不變色，則該樣品是 Li(或?qū)⑸�成的氣體通入酚酞試液中，如果溶液變紅，則樣品是 Li3N，如果溶液不變紅，則樣品是 Li)；

(6)Li3N在H2中加熱時(shí)可得到氨基鋰(LiNH2)，根據(jù)質(zhì)量守恒，還應(yīng)該生成LiH，該反應(yīng)在270℃可逆，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Li3N + 2H2 LiNH2 + 2LiH，故答案為：Li3N + 2H2 LiNH2 + 2LiH。