18. (2009·四川理综,29)新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位,可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下:
方法一:将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
方法二:将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中,需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质,该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如下:

请回答下列问题:
(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是________________________________________________________________________。
(2)在方法一所发生的反应中,除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,还有________________、________________、________________(填化学式)生成。
(3)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为________________。
(4)写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式:________________。
(5)已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁,则该电池放电时正极的电极反应式为________________。
解析:(1)因制备该电池电极材料的原料为乙酸亚铁,产品为磷酸亚铁锂,为防止亚铁化合物被氧化,故两种制备方法的过程必须在惰性气体氛围中进行。
(2)方法一中除生成磷酸亚铁锂和乙酸外,由碳酸锂可生成CO2气体,由磷酸二氢铵可生成NH3和水蒸气,故除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,还有CO2、H2O和NH3生成。
(3)分析方法二所给条件,抓住几个关键点:①铁作阳极;②磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液为电解液;③析出磷酸亚铁锂沉淀,所以阳极的电极反应式为:Fe+H2PO+Li+-2e-―→LiFePO4+2H+。
(4)分析M的结构简式可知,M分子中既含甲基丙烯酸酯的结构,又含碳酸二酯的结构(见图示):

由此可分析写出M与足量NaOH溶液反应的化学方程式。
(5)该电池放电时正极的电极反应为充电时阳极电极反应的逆过程,即由磷酸铁生成磷酸亚铁锂,故放电时正极的电极反应式为:FePO4+Li++e-―→LiFePO4。
答案:(1)为了防止亚铁化合物被氧化
(2)CO2 H2O NH3
(3)Fe+H2PO+Li+-2e-―→LiFePO4+2H+
(4)

(5)FePO4+Li++e-―→LiFePO4