新型锂离子电池材料Li2 MSiO4(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Li2 MSiO4有两种方法:
方法一:固相法,2Li2SiO3+ FeSO4 Li2FeSiO4 +Li2SO4 +SiO2
方法二:溶胶—凝胶法, Li2FeSiO4
(1)固相法中制备Li2 FeSiO4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Imol Li2FeSiO4整个过程转移电子物质的量为 mol;
(3)以Li2 FeSiO4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+ LiFeSiO4 Li2FeSiO4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____ 。
(11分)(1)防止Fe2+被氧化成Fe3+ (2分) ;
(2)用一束强光照射溶液,从侧面能观察到一条光亮的通路。(2分);1mol (2分)
(3)嵌有Li的石墨(2分) Li2FeSiO4-e-=LiFeSiO4+Li+(2分) (4)充电(1分)
题目分析:(1)Fe2+具有还原性,故采用惰性气体气氛的原因是防止Fe2+被氧化成Fe3+。
(2)检查有无胶体生成,利用胶体的特征现象,即用一束强光照射溶液,从侧面能观察到一条光亮的通路。
(3)电池的负极失去电子、化合价升高,故负极是嵌有Li的石墨。阳极失去电子,化合价升高,电极式为Li2FeSiO4-e-=LiFeSiO4+Li+。
(4)使用(3)组装的电池必须先充电。
点评:本题考查的是锂电池的制备原理的信息题,题目难度大,利用好题中信息是解题的关键。