Question

10．新型鋰離子電池在新能源的開(kāi)發(fā)中占有重要地位，可用作節(jié)能環(huán)保電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)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[（CH₃COO）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(shí)生成的乙酸及其他產(chǎn)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(yáng)極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀．沉淀經(jīng)過(guò)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．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過(guò)程都必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行．其原因是以免磷酸亞鐵鋰被氧化．
（2）在方法二中，陽(yáng)極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為Fe-2e^-+Li+H₂PO₄^-=LiFePO₄+2H⁺．
（3）已知該鋰離子電池在充電過(guò)程中，陽(yáng)極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為FePO₄+e^-+Li⁺=LiFePO₄．

Answer 1

分析 （1）亞鐵離子具有強(qiáng)還原性，制備過(guò)程中要防止亞鐵化合物被氧化；
（2）可從質(zhì)量守恒的角度判斷氣體產(chǎn)物；
（3）根據(jù)鋰離子電池在充電過(guò)程中的陽(yáng)極產(chǎn)物，可寫(xiě)出電解的陽(yáng)極電極反應(yīng)式，電池放電時(shí)正極反應(yīng)式與電解陽(yáng)極反應(yīng)式相反．

解答 解：（1）亞鐵離子具有強(qiáng)還原性，制備磷酸亞鐵鋰的過(guò)程都必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行，其原因是為了防止亞鐵化合物被氧化，
故答案為：以免磷酸亞鐵鋰被氧化；
（2）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(yáng)極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀，陽(yáng)極鐵失電子生成磷酸亞鐵鋰，電極反應(yīng)式為Fe-2e^-+Li+H₂PO₄^-=LiFePO₄+2H⁺，
故答案為：Fe-2e^-+Li+H₂PO₄^-=LiFePO₄+2H⁺；
（3）鋰離子電池在充電過(guò)程中，陽(yáng)極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，電極反應(yīng)為L(zhǎng)iFePO₄═FePO₄+Li⁺+e^-，該電池放電時(shí)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，與充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)相反，電極反應(yīng)式為FePO₄+e^-+Li⁺=LiFePO₄，
故答案為：FePO₄+e^-+Li⁺=LiFePO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池和電解質(zhì)的工作原理，題目難度中等，本題注意原電池、電解池的兩極反應(yīng)，把握電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法，為中學(xué)電化學(xué)�？疾閮�(nèi)容．