Question

鋰的化合物用途廣泛。Li₃N是非常有前途的儲氫材料；LiFePO₄、Li₂FeSiO₄等可以作為電池的正級材料。回答下列問題：
（1）將鋰在純氮氣中燃燒可制得Li₃N，其反應的化學方程為            。
（2）氮化鋰在氫氣中加熱時可得到氨基鋰（LiNH₂），其反應的化學方程式為：
Li₃N+2H₂LiNH₂+2LiH，氧化產(chǎn)物為          （填化學式）。在270℃時，該反應可逆向發(fā)生放出H₂，因而氮化鋰可作為儲氫材料，儲存氫氣最多可達Li₃N質量的      %（精確到0.1）。
（3）將Li₂CO₃、FeC₂O₄·2H₂O和SiO₂粉末均勻混合，在800℃的氬氣中燒結6小時制得Li₂FeSiO₄，寫出反應的化學方程式       ，制備Li₂FeSiO₄的過程必須在惰性氣體氛圍中進行，其原因是             。
（4）將一定濃度磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出LiFePO₄沉淀，陽極的電極反應式為                  。
（5）磷酸亞鐵鋰電池充放電過程中，發(fā)生LiFePO₄與LiFePO₄之間的轉化，電池放電時負極發(fā)生的反應為Li_XC₆－Xe^—XLi⁺+6C，寫出電池放電時的電極反應的化學方程式           。

Answer 1

（1）6Li+N₂2Li₃N
（2）LiNH₂   11.4
（3）Li₂CO₃+FeC₂O₄?2H₂O+SiO₂Li₂FeSiO₄+CO↑+CO₂↑+2H₂O
防止二價鐵被氧化
（4）Fe+H₂PO₄^-+Li⁺-2e^-=LiFePO₄+2H⁺
（5）Li_1-xFePO₄+Li_xC₆=6C+LiFePO₄

（1）鋰與氮氣在點燃條件下與氮氣發(fā)生反應生成Li₃N，該反應的化學方程式為：6Li+N₂2Li₃N。
（2）反應Li₃N+2H₂LiNH₂+2LiH中，鋰元素、N元素化合價不變，氫氣化合價由0變成+1價的LiNH₂，化合價升高被氧化，所以氧化產(chǎn)物為LiNH₂；該反應中，反應掉2mol氫氣，同時消耗1mol氮化鋰，所以儲存氫氣最多可達Li₃N質量的：4/35×100%≈11.4%。
（3）將Li₂CO₃、FeC₂O₄?2H₂O和SiO₂粉末均勻混合，在800℃的氬氣中燒結6小時制得Li₂FeSiO₄，根據(jù)質量守恒、化合價升降相等可以判斷，反應產(chǎn)物還會有一氧化碳、二氧化碳和水生成，該反應的化學方程式為：Li₂CO₃+FeC₂O₄?2H₂O+SiO₂Li₂FeSiO₄+CO↑+CO₂↑+2H₂O；亞鐵離子容易被氧化，所以該反應需要在惰性氣體氛圍中進行。
（4）電解池中陽極發(fā)生氧化反應，鐵為陽極，所以陽極鐵失去電子，與H₂PO₄^-、Li⁺反應生成LiFePO₄沉淀，發(fā)生的電極反應Fe+H₂PO₄^-+Li⁺-2e^-=LiFePO₄+2H⁺
（5）磷酸亞鐵鋰電池充放電過程中，發(fā)生LiFePO₄與Li_1-xFePO₄之間的轉化，其中LiFePO₄→Li_1-xFePO₄的轉化化合價降低，發(fā)生還原反應，而電池放電時負極發(fā)生的反應為Li_xC₆-xe^-═xLi⁺+6C，該反應為氧化反應，所以反應轉化應該為：LiFePO₄→Li_1-xFePO₄，所以電池放電時反應的化學方程式為：
Li_1-xFePO₄+Li_xC₆=6C+LiFePO₄。