Question

【題目】鋰因其重要的用途，被譽為“能源金屬”和“推動世界前進的金屬”．

（1）Li3N可由Li在N2中燃燒制得．取4.164g 鋰在N2中燃燒，理論上生成Li3N__g；因部分金屬Li沒有反應，實際反應后固體質量變為6.840g，則固體中Li3N的質量是__g（保留三位小數，Li3N的式量：34.82）

（2）已知：Li3N+3H2O→3LiOH+NH3↑．取17.41g純凈Li3N，加入100g水，充分攪拌，完全反應后，冷卻到20℃，產生的NH3折算成標準狀況下的體積是__L．過濾沉淀、洗滌、晾干，得到LiOH固體26.56g，計算20℃時LiOH的溶解度__．（保留1位小數，LiOH的式量：23.94）

鋰離子電池中常用的LiCoO2，工業上可由碳酸鋰與堿式碳酸鈷制備．

（3）將含0.5molCoCl2的溶液與含0.5molNa2CO3的溶液混合，充分反應后得到堿式碳酸鈷沉淀53.50g；過濾，向濾液中加入足量HNO3酸化的AgNO3溶液，得到白色沉淀143.50g，經測定溶液中的陽離子只有Na+，且Na+有1mol；反應中產生的氣體被足量NaOH溶液完全吸收，使NaOH溶液增重13.20g，通過計算確定該堿式碳酸鈷的化學式__，寫出制備堿式碳酸鈷反應的化學方程式__．

（4）Co2(OH)2CO3和Li2CO3在空氣中保持溫度為600～800℃，可制得LiCoO2，已知： 3Co2(OH)2CO3+O2→2Co3O4+3H2O+3CO2；4Co3O4+6Li2CO3+O2→12LiCoO2+6CO2

按鈷和鋰的原子比1：1混合固體，空氣過量70%，800℃時充分反應，計算產物氣體中CO2的體積分數__．（保留三位小數，已知空氣組成：N2體積分數0.79，O2體積分數0.21）

Answer 1

【答案】6.964 6.656 11.2 12.8g 2CoCO33Co（OH）2H2O 5CoCl2+5Na2CO3+4H2O=2CoCO33Co（OH）2H2O+10NaCl+3CO2↑ 0.305

【解析】

（1）首先寫出鋰在氮氣中燃燒的方程式：，接下來根據算出鋰的物質的量，則理論上能生成0.2mol的氮化鋰，這些氮化鋰的質量為；反應前后相差的質量為，這些增加的質量實際上是氮原子的質量，即的氮原子，根據氮守恒我們知道氮化鋰的物質的量也為，這些氮化鋰的質量為；

（2）根據先算出氮化鋰的物質的量，根據方程式不難看出氮化鋰和氨氣是1:1的，這些氨氣在標況下的體積為；根據化學計量比，0.5mol的氮化鋰理論上能生成1.5mol的，這些的質量為，缺少的那9.35克即溶解損失掉的，但是需要注意：溶解度指的是100克溶劑能溶解達到飽和的最大溶質的量，雖然一開始有100克水，但是反應會消耗掉1.5mol水，這些水的質量為，因此我們算出的9.35克是73克水中能溶解的的量，換算一下，解得S為12.8克；

（3）加入硝酸銀后的白色沉淀為，根據算出的物質的量，因此全部留在溶液中，堿式碳酸鈷中無，也全部留在溶液中，沉淀中無，使燒堿溶液增重是因為吸收了，根據算出的物質的量，根據碳守恒，剩下的進入了堿式碳酸鈷中，0.5mol全部在堿式碳酸鈷中，剩下的負電荷由來提供，因此的物質的量為0.6mol。將0.5mol、0.2mol和0.6mol的質量加起來，發現只有，剩下的1.8克只能是結晶水，即0.1mol結晶水，綜上，堿式碳酸鈷的分子式為；寫出制備方程式；

（4）令參加反應的氧氣為3mol，相當于的空氣，又因為空氣過量70%，則一共通入了空氣，反應中一共生成了6mol水蒸氣和12mol二氧化碳，則二氧化碳的體積分數為。