Question

【題目】Li3N是一種儲氫材料，可以用Li和N2在450℃反應制備。已知Li3N易水解，細粉狀的Li3N在空氣中加熱可發生劇烈燃燒。下圖是某實驗小組設計的實驗室制備少量Li3N的裝置圖。請回答下列問題：

（1）B裝置的作用是_________________，如果B裝置中玻璃管兩端沒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裝置的小盤中放有少量Li的作用是____________________________。

（4）實驗步驟如下：安裝好儀器，檢查裝置氣密性，裝入藥品；_________________________。（請按正確的順序填入下列步驟的標號）；拆除裝置，取出產物。

①點燃B中酒精燈加熱B中試管；

②打開活塞K；

③關閉電加熱裝置停，充分冷卻；

④調節電加熱裝置控制溫度為450℃；

⑤關閉活塞K；

⑥熄滅B中酒精燈；

（5）請你設計一個實驗，用化學方法區分Li與Li3N，寫出實驗簡要步驟及觀察到的現象___________________________________。

（6）Li3N在H2中加熱時可得到氨基鋰（LiNH2），該反應在270℃可逆，所以Li3N可作為儲氫材料，該反應的化學方程式為：___________________________________。

Answer 1

【答案】 除去空氣中氧氣 銅粉可能堵塞導氣管 濃硫酸 防止空氣中水蒸氣進入 C 裝置，與 Li3N 反應 進一步除去空氣中氧氣 ①②④③⑤⑥ 取少量樣品投入水中，有氣泡產生，將濕潤的紅色石蕊試紙置于氣體中，如果試紙變藍，則該樣品是 Li3N，如果試紙不變色，則該樣品是 Li。（或將生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，經過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有玻璃棉，銅粉可能堵塞導氣管，故答案為：除去空氣中氧氣；銅粉可能堵塞導氣管；

(2)根據題意，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入 C 裝置，與 Li3N 反應；

(3)C裝置的小盤中放有少量Li可以進一步除去空氣中剩余的少量氧氣，故答案為：進一步除去空氣中氧氣；

(4)實驗步驟如下：安裝好儀器，檢查裝置氣密性，裝入藥品；為了防止氧氣進入C，需要首先點燃B處酒精燈，然后通入空氣，再調節電加熱裝置控制溫度為450℃，反應生成Li3N，關閉電加熱裝置停，充分冷卻；關閉活塞K；最后熄滅B中酒精燈，拆除裝置，取出產物，正確的順序為①②④③⑤⑥，故答案為：①②④③⑤⑥；

(5)金屬鋰能夠與水反應放出氫氣，同時生成氫氧化鋰，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，有氣泡產生，將濕潤的紅色石蕊試紙置于氣體中，如果試紙變藍，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，有氣泡產生，將濕潤的紅色石蕊試紙置于氣體中，如果試紙變藍，則該樣品是 Li3N，如果試紙不變色，則該樣品是 Li(或將生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中加熱時可得到氨基鋰(LiNH2)，根據質量守恒，還應該生成LiH，該反應在270℃可逆，反應的化學方程式為Li3N + 2H2 LiNH2 + 2LiH，故答案為：Li3N + 2H2 LiNH2 + 2LiH。