Question

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____                         。

 

Answer 1

【答案】

（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）

【解析】

试题分析：（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。

考点：锂电池的制备原理 信息题

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。