Question

【題目】金屬鋰及其化合物用途廣泛。其在“氮的固定”中轉化過程如圖所示：

(1)圖中X的化學式為__________。

(2)圖中所示物質既含共價鍵、又含離子鍵的是_______(填化學式)，屬于電解質的有______種。

(3)③中陽極電極反應式為____________________。

(4)圖中所示過程總轉化關系式為_______________。

(5)Li也可用于空氣中CO2的固定，其工作原理為：4Li+3CO22Li2CO3+C。電池的電解質稱為電池的“血液”，該電池的電解質應為_______________(填化學式)。正極電極反應式為_________________________________。反應中當有3mol氧化劑被還原，通過交換膜的Li+為_________mol。

Answer 1

【答案】Li3N LiOH 3 4OH-－4e-==2H2O+O2↑ 2N2+6H2O==4NH3+3O2 Li2CO3 3CO2+4e-==C+2CO32- 12

【解析】

(1)根據(jù)圖中信息，鋰和氮氣反應得到答案。

(2)LiOH含有離子鍵和共價鍵， LiOH、NH3、Li3N是電解質。

(3)陽極是溶液中的氫氧根失去電子。

(4)根據(jù)圖中信息得出氮氣和水反應生成氨氣和氧氣，因此得總反應。

(5)根據(jù)電池工作原理分析得出負極為Li，正極為二氧化碳反應，電池的電解質稱為電池的“血液”，該電池的電解質應為Li2CO3。正極電極反應式為3CO2 + 4e－= C+2CO32－，根據(jù)反應方程式中分析電子轉移，再根據(jù)物質呈電中性原則，得到鋰離子移動的物質的量。

(1)根據(jù)圖中信息，鋰和氮氣反應生成氮化鋰，因此X的化學式為Li3N，故答案為：Li3N。

(2)圖中所示物質既含共價鍵、又含離子鍵的是LiOH，屬于電解質的有LiOH、NH3、Li3N三種，故答案為：LiOH；3。

(3)③中是電解LiOH，因此陽極電極反應式為4OH－－4e－==2H2O+O2↑，故答案為：4OH－－4e－==2H2O+O2↑。

(4)根據(jù)圖中信息得出氮氣和水反應生成氨氣和氧氣，因此總轉化關系式為2N2+6H2O = 4NH3 + 3O2，故答案為：2N2+6H2O = 4NH3 + 3O2。

(5)根據(jù)電池工作原理：4Li+3CO22Li2CO3+C，分析得出負極為Li，正極為二氧化碳反應，電池的電解質稱為電池的“血液”，該電池的電解質應為Li2CO3。正極電極反應式為3CO2 + 4e－= C+2CO32－，反應中3mol二氧化碳參與反應，轉移4mol電子，只有1mol二氧化碳作氧化劑，因此反應中當有3mol氧化劑被還原，有12mol電子轉移，有12mol負電荷，電荷守恒，因此通過交換膜的Li+為12mol，故答案為：3CO2 + 4e－= C+2CO32－；12。