Question

（15分）

新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位。可用作節(jié)能環(huán)保電動汽車的動力電池。磷酸亞鐵鋰（LiFePO₄）是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下：

方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵［(CH_3­COO)₂Fe］、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰，同時生成的乙酸及其它產物均以氣體逸出。

方法二：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經過濾、洗滌、干燥，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。

在鋰離子電池中，需要一種有機聚合物作為正負極之間鋰離子遷移的介質，該有機聚合物的單體之一（用M表示）的結構簡式如下：

請回答下列問題：

（1）上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進行。其原因是

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）在方法一所發(fā)生的反應中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有　　　　　　　　、

　　　　　　　　、　　　　　　　　（填化學式）生成。

（3）在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應式為

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）寫出M與足量氧化鈉溶液反應的化學方程式：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（5）已知該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時正極的電極反應式為　　　　　　　　　　　　　　              　　　　　　　　。

Answer 1

（15分）

（1）為了防止亞鐵化合物被氧化                                        （3分）

（2）CO₂              H₂O        NH₃                                 （每空1分，共3分）

（3）Fe+H₂PO₄^-+Li⁺-2e^-====LiFePO₄+2H⁺                                 （3分）

（4）

                                                                     （3分）

（5）FePO₄+Li⁺+e^-====LiFePO₄                                         （3分）