Question

【题目】锂因其重要的用途，被誉为“能源金属”和“推动世界前进的金属”．

（1）Li3N可由Li在N2中燃烧制得．取4.164g 锂在N2中燃烧，理论上生成Li3N__g；因部分金属Li没有反应，实际反应后固体质量变为6.840g，则固体中Li3N的质量是__g（保留三位小数，Li3N的式量：34.82）

（2）已知：Li3N+3H2O→3LiOH+NH3↑．取17.41g纯净Li3N，加入100g水，充分搅拌，完全反应后，冷却到20℃，产生的NH3折算成标准状况下的体积是__L．过滤沉淀、洗涤、晾干，得到LiOH固体26.56g，计算20℃时LiOH的溶解度__．（保留1位小数，LiOH的式量：23.94）

锂离子电池中常用的LiCoO2，工业上可由碳酸锂与碱式碳酸钴制备．

（3）将含0.5molCoCl2的溶液与含0.5molNa2CO3的溶液混合，充分反应后得到碱式碳酸钴沉淀53.50g；过滤，向滤液中加入足量HNO3酸化的AgNO3溶液，得到白色沉淀143.50g，经测定溶液中的阳离子只有Na+，且Na+有1mol；反应中产生的气体被足量NaOH溶液完全吸收，使NaOH溶液增重13.20g，通过计算确定该碱式碳酸钴的化学式__，写出制备碱式碳酸钴反应的化学方程式__．

（4）Co2(OH)2CO3和Li2CO3在空气中保持温度为600～800℃，可制得LiCoO2，已知： 3Co2(OH)2CO3+O2→2Co3O4+3H2O+3CO2；4Co3O4+6Li2CO3+O2→12LiCoO2+6CO2

按钴和锂的原子比1：1混合固体，空气过量70%，800℃时充分反应，计算产物气体中CO2的体积分数__．（保留三位小数，已知空气组成：N2体积分数0.79，O2体积分数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）首先写出锂在氮气中燃烧的方程式：，接下来根据算出锂的物质的量，则理论上能生成0.2mol的氮化锂，这些氮化锂的质量为；反应前后相差的质量为，这些增加的质量实际上是氮原子的质量，即的氮原子，根据氮守恒我们知道氮化锂的物质的量也为，这些氮化锂的质量为；

（2）根据先算出氮化锂的物质的量，根据方程式不难看出氮化锂和氨气是1:1的，这些氨气在标况下的体积为；根据化学计量比，0.5mol的氮化锂理论上能生成1.5mol的，这些的质量为，缺少的那9.35克即溶解损失掉的，但是需要注意：溶解度指的是100克溶剂能溶解达到饱和的最大溶质的量，虽然一开始有100克水，但是反应会消耗掉1.5mol水，这些水的质量为，因此我们算出的9.35克是73克水中能溶解的的量，换算一下，解得S为12.8克；

（3）加入硝酸银后的白色沉淀为，根据算出的物质的量，因此全部留在溶液中，碱式碳酸钴中无，也全部留在溶液中，沉淀中无，使烧碱溶液增重是因为吸收了，根据算出的物质的量，根据碳守恒，剩下的进入了碱式碳酸钴中，0.5mol全部在碱式碳酸钴中，剩下的负电荷由来提供，因此的物质的量为0.6mol。将0.5mol、0.2mol和0.6mol的质量加起来，发现只有，剩下的1.8克只能是结晶水，即0.1mol结晶水，综上，碱式碳酸钴的分子式为；写出制备方程式；

（4）令参加反应的氧气为3mol，相当于的空气，又因为空气过量70%，则一共通入了空气，反应中一共生成了6mol水蒸气和12mol二氧化碳，则二氧化碳的体积分数为。