Question

【题目】Li3N是一种储氢材料，可以用Li和N2在450℃反应制备。已知Li3N易水解，细粉状的Li3N在空气中加热可发生剧烈燃烧。下图是某实验小组设计的实验室制备少量Li3N的装置图。请回答下列问题：

（1）B装置的作用是_________________，如果B装置中玻璃管两端没有玻璃棉可能造成的后果是____________________________。

（2）D装置中的试剂是_____________，作用是__________________________。

（3）C装置的小盘中放有少量Li的作用是____________________________。

（4）实验步骤如下：安装好仪器，检查装置气密性，装入药品；_________________________。（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）；拆除装置，取出产物。

①点燃B中酒精灯加热B中试管；

②打开活塞K；

③关闭电加热装置停，充分冷却；

④调节电加热装置控制温度为450℃；

⑤关闭活塞K；

⑥熄灭B中酒精灯；

（5）请你设计一个实验，用化学方法区分Li与Li3N，写出实验简要步骤及观察到的现象___________________________________。

（6）Li3N在H2中加热时可得到氨基锂（LiNH2），该反应在270℃可逆，所以Li3N可作为储氢材料，该反应的化学方程式为：___________________________________。

Answer 1

【答案】 除去空气中氧气 铜粉可能堵塞导气管 浓硫酸 防止空气中水蒸气进入 C 装置，与 Li3N 反应 进一步除去空气中氧气 ①②④③⑤⑥ 取少量样品投入水中，有气泡产生，将湿润的红色石蕊试纸置于气体中，如果试纸变蓝，则该样品是 Li3N，如果试纸不变色，则该样品是 Li。（或将生成的气体通入酚酞试液中，如果溶液变红，则样品是 Li3N，如果溶液不变红，则样品是 Li） Li3N + 2H2 LiNH2 + 2LiH

【解析】(1)碱石灰能够吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，经过B装置中的灼热的铜粉可以除去空气中的氧气；如果B装置中玻璃管两端没有玻璃棉，铜粉可能堵塞导气管，故答案为：除去空气中氧气；铜粉可能堵塞导气管；

(2)根据题意，Li3N易水解，D装置中的试剂需要能够防止外界水蒸气进入C，可以选用浓硫酸，故答案为：浓硫酸；防止空气中水蒸气进入 C 装置，与 Li3N 反应；

(3)C装置的小盘中放有少量Li可以进一步除去空气中剩余的少量氧气，故答案为：进一步除去空气中氧气；

(4)实验步骤如下：安装好仪器，检查装置气密性，装入药品；为了防止氧气进入C，需要首先点燃B处酒精灯，然后通入空气，再调节电加热装置控制温度为450℃，反应生成Li3N，关闭电加热装置停，充分冷却；关闭活塞K；最后熄灭B中酒精灯，拆除装置，取出产物，正确的顺序为①②④③⑤⑥，故答案为：①②④③⑤⑥；

(5)金属锂能够与水反应放出氢气，同时生成氢氧化锂，Li3N能够水解生成氢氧化锂和氨气，因此只需要检验生成的气体即可，具体步骤为：取少量样品投入水中，有气泡产生，将湿润的红色石蕊试纸置于气体中，如果试纸变蓝，则该样品是 Li3N，如果试纸不变色，则该样品是 Li，故答案为：取少量样品投入水中，有气泡产生，将湿润的红色石蕊试纸置于气体中，如果试纸变蓝，则该样品是 Li3N，如果试纸不变色，则该样品是 Li(或将生成的气体通入酚酞试液中，如果溶液变红，则样品是 Li3N，如果溶液不变红，则样品是 Li)；

(6)Li3N在H2中加热时可得到氨基锂(LiNH2)，根据质量守恒，还应该生成LiH，该反应在270℃可逆，反应的化学方程式为Li3N + 2H2 LiNH2 + 2LiH，故答案为：Li3N + 2H2 LiNH2 + 2LiH。