Question

4．LiBH₄为近年来储氢材料领域的研究热点．
（1）B在元素周期表中的位置为第二周期，第ⅢA族．
（2）2LiBH₄═2LiH+2B+3H₂↑，生成22.4L　H₂（标准状况）时，转移电子的物质的量为2mol．
（3）如图是LiBH₄/MgH₂体系放氢焓变示意图，则反应Mg（s）+2B（s）═MgB₂（s）的△H=-93 kJ•mol^-1．

（4）用NaBH₄作诱导剂．可使Co²⁺与肼（N₂H₄）在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体．写出该反应的离子方程式：2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）B是原子序数是5，所以在元素周期表中的位置为第二周期，第ⅢA族；
（2）反应2LiBH₄═2LiH+2B+3H₂↑，可知生成3mol的氢气转移6mol的电子，则生成22.4L H₂（标准状况）时，也就是产生1mol的氢气，转移电子的物质的量为2mol；
（3）应用盖斯定律，来解答；
（4）依据题意，反应物为Co²⁺与肼（N₂H₄）、碱性条件下存在OH^-，生成物为：钴单质，据此得出Co的化合价降低，故N的化合价升高，只能为0价，即氮气，依据氧化还原反应得失电子守恒回答即可．

解答 解：（1）B是原子序数是5，所以在元素周期表中的位置为第二周期，第ⅢA族，故答案为：第二周期，第ⅢA族；
（2）反应2LiBH₄═2LiH+2B+3H₂↑，可知生成3mol的氢气转移6mol的电子，则生成22.4L H₂（标准状况）时，也就是产生1mol的氢气，转移电子的物质的量为2mol，故答案为：2；
（3）由图可知：2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+2B（s）+MgH₂（s）+3H₂（g）△H=+200 kJ•mol^-1①
2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiBH₄（s）+Mg（s））+H₂（g）△H=+76 kJ•mol^-1②
2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+MgB₂（s）+4H₂（g）△H=+183 kJ•mol^-1③
2LiH（s）+MgB₂（s）+4H₂（g）=2LiH（s）+2B（s）+MgH₂（s）+3H₂（g）△H=+（200-183）kJ•mol^-1④
即：MgB₂（s）+H₂（g）=2B（s）+MgH₂（s）△H=+17 kJ•mol^-1④
所以-④-②得：Mg（s）+2B（s）═MgB₂（s）△H=-（17+76）kJ•mol^-1
故答案为：-93 kJ•mol^-1；
（4）依据题意，反应物为Co²⁺与肼（N₂H₄）、碱性条件下存在OH^-，生成物为：钴单质，据此得出Co的化合价降低，故N的化合价升高，只能为0价，即氮气，据此得出还有水生成，氧化还原反应中存在得失电子守恒以及元素守恒，故此反应的离子反应方程式为：2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O，
故答案为：2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O．

点评 本题考查元素化合物知识，涉及热化学方程式的书写，盖斯定律的应用，离子方程式的书写，综合性非常强，难度大．