Question

【題目】金屬鋰及其化合物用途廣泛。其在“氮的固定”中轉(zhuǎn)化過程如圖所示：

(1)圖中X的化學(xué)式為__________。

(2)圖中所示物質(zhì)既含共價(jià)鍵、又含離子鍵的是_______(填化學(xué)式)，屬于電解質(zhì)的有______種。

(3)③中陽極電極反應(yīng)式為____________________。

(4)圖中所示過程總轉(zhuǎn)化關(guān)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(zhì)稱為電池的“血液”，該電池的電解質(zhì)應(yīng)為_______________(填化學(xué)式)。正極電極反應(yīng)式為_________________________________。反應(yīng)中當(dāng)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?dú)夥磻?yīng)得到答案。

(2)LiOH含有離子鍵和共價(jià)鍵， LiOH、NH3、Li3N是電解質(zhì)。

(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?dú)夂退�反�?yīng)生成氨氣和氧氣，因此得總反應(yīng)。

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

(1)根據(jù)圖中信息，鋰和氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鋰，因此X的化學(xué)式為Li3N，故答案為：Li3N。

(2)圖中所示物質(zhì)既含共價(jià)鍵、又含離子鍵的是LiOH，屬于電解質(zhì)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(yīng)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?dú)夂退�反�?yīng)生成氨氣和氧氣，因此總轉(zhuǎn)化關(guān)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(fù)極為Li，正極為二氧化碳反應(yīng)，電池的電解質(zhì)稱為電池的“血液”，該電池的電解質(zhì)應(yīng)為Li2CO3。正極電極反應(yīng)式為3CO2 + 4e－= C+2CO32－，反應(yīng)中3mol二氧化碳參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移4mol電子，只有1mol二氧化碳作氧化劑，因此反應(yīng)中當(dāng)有3mol氧化劑被還原，有12mol電子轉(zhuǎn)移，有12mol負(fù)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。