Question

新型鋰離子電池材料Li₂ MSiO₄（M為Fe，Co，Mn，Cu等）是一種發展潛力很大的電池電極材料。工業制備Li₂ MSiO₄有兩種方法：
方法一：固相法，2Li₂SiO₃+ FeSO₄ Li₂FeSiO₄ +Li₂SO₄ +SiO₂
方法二：溶膠—凝膠法， Li₂FeSiO₄
（1）固相法中制備Li₂ FeSiO₄過程采用惰性氣體氣氛，其原因是                        ;
（2）溶膠—凝膠法中，檢查溶液中有膠體生成的方法是                              ；生產中生成Imol Li₂FeSiO₄整個過程轉移電子物質的量為           mol;
（3）以Li₂ FeSiO₄和嵌有Li的石墨為電極材料，含鋰的導電固體作電解質，構成電池的總反應式為：Li+ LiFeSiO₄ Li₂FeSiO₄則該電池的負極是____         ；充電時，陽極反應的電極反應式為                                                        ;
（4）使用（3）組裝的電池必須先____                         。

Answer 1

（11分）（1）防止Fe²⁺被氧化成Fe³⁺ (2分) ;   
（2）用一束強光照射溶液，從側面能觀察到一條光亮的通路。（2分）；1mol (2分)
（3）嵌有Li的石墨（2分） Li₂FeSiO₄-e^-=LiFeSiO₄+Li⁺(2分) （4）充電（1分）

試題分析：（1）Fe²⁺具有還原性，故采用惰性氣體氣氛的原因是防止Fe²⁺被氧化成Fe³⁺。
（2）檢查有無膠體生成，利用膠體的特征現象，即用一束強光照射溶液，從側面能觀察到一條光亮的通路。
（3）電池的負極失去電子、化合價升高，故負極是嵌有Li的石墨。陽極失去電子，化合價升高，電極式為Li₂FeSiO₄-e^-=LiFeSiO₄+Li⁺。
（4）使用（3）組裝的電池必須先充電。
點評：本題考查的是鋰電池的制備原理的信息題，題目難度大，利用好題中信息是解題的關鍵。