Question

新型锂离子电池材料Li₂MSiO₄(M为Fe，Co，Mn，Cu等)是一种发展潜力很大的电池电极材料。工业制备Li₂MSiO₄有两种方法。

方法一：固相法，2Li₂SiO₃＋FeSO₄Li₂FeSiO₄＋Li₂SO₄＋SiO₂。

方法二：溶胶－凝胶法，CH₃COOLi、Fe(NO₃)₃、Si(OC₂H₅)₄等试剂胶体干凝胶Li₂FeSiO₄。

(1)固相法中制备Li₂FeSiO₄过程采用惰性气体气氛，其原因是

______________________________________________________________________。

(2)溶胶­凝胶法中，检查溶液中有胶体生成的方法是________；生产中，生成1 mol Li₂FeSiO₄整个过程转移电子的物质的量为________mol。

(3)以Li₂FeSiO₄和嵌有Li的石墨为电极材料，含锂的导电固体作电解质，构成电池的总反应式为Li＋LiFeSiO₄Li₂FeSiO₄，则该电池的负极是________；充电时，阳极反应的电极反应式为________。

(4)使用(3)组装的电池必须先________。

Answer

(1)防止Fe2＋被氧化成Fe3＋ (2)用一束强光照射溶液，从侧面能观察到一条光亮的通路 1 (3)嵌有Li的石墨 Li2FeSiO4－e－=LiFeSiO4＋Li＋ (4)充电

【解析】(1)Fe2＋易被氧化成Fe3＋，加热时需隔绝空气。(2)胶体的特性是丁达尔效应。根据Fe(NO3)3～e－～Li2FeSiO4，生成1 mol Li2FeSiO4转移1 mol电子。(3)负极失电子发生氧化反应，应是嵌有Li的石墨作负极。Li2FeSiO4在阳极失电子发生氧化反应。(4)该电池组装后没有LiFeSiO4，所以不能放电，充电后产生LiFeSiO4才可以放电。