Question

【题目】金属锂及其化合物用途广泛。其在“氮的固定”中转化过程如图所示：

(1)图中X的化学式为__________。

(2)图中所示物质既含共价键、又含离子键的是_______(填化学式)，属于电解质的有______种。

(3)③中阳极电极反应式为____________________。

(4)图中所示过程总转化关系式为_______________。

(5)Li也可用于空气中CO2的固定，其工作原理为：4Li+3CO22Li2CO3+C。电池的电解质称为电池的“血液”，该电池的电解质应为_______________(填化学式)。正极电极反应式为_________________________________。反应中当有3mol氧化剂被还原，通过交换膜的Li+为_________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)根据图中信息，锂和氮气反应得到答案。

(2)LiOH含有离子键和共价键， LiOH、NH3、Li3N是电解质。

(3)阳极是溶液中的氢氧根失去电子。

(4)根据图中信息得出氮气和水反应生成氨气和氧气，因此得总反应。

(5)根据电池工作原理分析得出负极为Li，正极为二氧化碳反应，电池的电解质称为电池的“血液”，该电池的电解质应为Li2CO3。正极电极反应式为3CO2 + 4e－= C+2CO32－，根据反应方程式中分析电子转移，再根据物质呈电中性原则，得到锂离子移动的物质的量。

(1)根据图中信息，锂和氮气反应生成氮化锂，因此X的化学式为Li3N，故答案为：Li3N。

(2)图中所示物质既含共价键、又含离子键的是LiOH，属于电解质的有LiOH、NH3、Li3N三种，故答案为：LiOH；3。

(3)③中是电解LiOH，因此阳极电极反应式为4OH－－4e－==2H2O+O2↑，故答案为：4OH－－4e－==2H2O+O2↑。

(4)根据图中信息得出氮气和水反应生成氨气和氧气，因此总转化关系式为2N2+6H2O = 4NH3 + 3O2，故答案为：2N2+6H2O = 4NH3 + 3O2。

(5)根据电池工作原理：4Li+3CO22Li2CO3+C，分析得出负极为Li，正极为二氧化碳反应，电池的电解质称为电池的“血液”，该电池的电解质应为Li2CO3。正极电极反应式为3CO2 + 4e－= C+2CO32－，反应中3mol二氧化碳参与反应，转移4mol电子，只有1mol二氧化碳作氧化剂，因此反应中当有3mol氧化剂被还原，有12mol电子转移，有12mol负电荷，电荷守恒，因此通过交换膜的Li+为12mol，故答案为：3CO2 + 4e－= C+2CO32－；12。