Question

鋰的化合物用途廣泛。Li₃N是非常有前途的儲(chǔ)氫材料；LiFePO₄、Li₂FeSiO₄等可以作為電池的正級(jí)材料�；卮鹣铝袉栴}：
（1）將鋰在純氮?dú)庵腥紵�可制得Li₃N，其反應(yīng)的化學(xué)方程為            。
（2）氮化鋰在氫氣中加熱時(shí)可得到氨基鋰（LiNH₂），其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
Li₃N+2H₂LiNH₂+2LiH，氧化產(chǎn)物為          （填化學(xué)式）。在270℃時(shí)，該反應(yīng)可逆向發(fā)生放出H₂，因而氮化鋰可作為儲(chǔ)氫材料，儲(chǔ)存氫氣最多可達(dá)Li₃N質(zhì)量的      %（精確到0.1）。
（3）將Li₂CO₃、FeC₂O₄·2H₂O和SiO₂粉末均勻混合，在800℃的氬氣中燒結(jié)6小時(shí)制得Li₂FeSiO₄，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式       ，制備Li₂FeSiO₄的過程必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行，其原因是             。
（4）將一定濃度磷酸二氫銨、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LiFePO₄沉淀，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為                  。
（5）磷酸亞鐵鋰電池充放電過程中，發(fā)生LiFePO₄與LiFePO₄之間的轉(zhuǎn)化，電池放電時(shí)負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為L(zhǎng)i_XC₆－Xe^—XLi⁺+6C，寫出電池放電時(shí)的電極反應(yīng)的化學(xué)方程式           。

Answer 1

（1）6Li+N₂2Li₃N
（2）LiNH₂   11.4
（3）Li₂CO₃+FeC₂O₄?2H₂O+SiO₂Li₂FeSiO₄+CO↑+CO₂↑+2H₂O
防止二價(jià)鐵被氧化
（4）Fe+H₂PO₄^-+Li⁺-2e^-=LiFePO₄+2H⁺
（5）Li_1-xFePO₄+Li_xC₆=6C+LiFePO₄

（1）鋰與氮?dú)庠邳c(diǎn)燃條件下與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)生成Li₃N，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：6Li+N₂2Li₃N。
（2）反應(yīng)Li₃N+2H₂LiNH₂+2LiH中，鋰元素、N元素化合價(jià)不變，氫氣化合價(jià)由0變成+1價(jià)的LiNH₂，化合價(jià)升高被氧化，所以氧化產(chǎn)物為L(zhǎng)iNH₂；該反應(yīng)中，反應(yīng)掉2mol氫氣，同時(shí)消耗1mol氮化鋰，所以儲(chǔ)存氫氣最多可達(dá)Li₃N質(zhì)量的：4/35×100%≈11.4%。
（3）將Li₂CO₃、FeC₂O₄?2H₂O和SiO₂粉末均勻混合，在800℃的氬氣中燒結(jié)6小時(shí)制得Li₂FeSiO₄，根據(jù)質(zhì)量守恒、化合價(jià)升降相等可以判斷，反應(yīng)產(chǎn)物還會(huì)有一氧化碳、二氧化碳和水生成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Li₂CO₃+FeC₂O₄?2H₂O+SiO₂Li₂FeSiO₄+CO↑+CO₂↑+2H₂O；亞鐵離子容易被氧化，所以該反應(yīng)需要在惰性氣體氛圍中進(jìn)行。
（4）電解池中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵為陽(yáng)極，所以陽(yáng)極鐵失去電子，與H₂PO₄^-、Li⁺反應(yīng)生成LiFePO₄沉淀，發(fā)生的電極反應(yīng)Fe+H₂PO₄^-+Li⁺-2e^-=LiFePO₄+2H⁺
（5）磷酸亞鐵鋰電池充放電過程中，發(fā)生LiFePO₄與Li_1-xFePO₄之間的轉(zhuǎn)化，其中LiFePO₄→Li_1-xFePO₄的轉(zhuǎn)化化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，而電池放電時(shí)負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為L(zhǎng)i_xC₆-xe^-═xLi⁺+6C，該反應(yīng)為氧化反應(yīng)，所以反應(yīng)轉(zhuǎn)化應(yīng)該為：LiFePO₄→Li_1-xFePO₄，所以電池放電時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
Li_1-xFePO₄+Li_xC₆=6C+LiFePO₄。