问题标题:
锂的化合物用途广泛。Li3N是非常有前途的储氢材料;LiFePO4、Li2FeSiO4等可以作为电池的正级材料。回答下列问题:(1)将锂在纯氮气中燃烧可制得Li3N,其反应的化学方程为
问题描述:
锂的化合物用途广泛。Li3N是非常有前途的储氢材料;LiFePO4、Li2FeSiO4等可以作为电池的正级材料。回答下列问题: |
万峻甫回答:
(1)6Li+N22Li3N(2)LiNH2 11.4(3)Li2CO3+FeC2O4•2H2O+SiO2Li2FeSiO4+CO↑+CO2↑+2H2O防止二价铁被氧化(4)Fe+H2PO4-+Li+-2e-=LiFePO4+2H+(5)Li1-xFePO4+LixC6=6C+LiFePO4
(1)锂与氮气在点燃条件下与氮气发生反应生成Li3N,该反应的化学方程式为:6Li+N22Li3N。(2)反应Li3N+2H2LiNH2+2LiH中,锂元素、N元素化合价不变,氢气化合价由0变成+1价的LiNH2,化合价升高被氧化,所以氧化产物为LiNH2;该反应中,反应掉2mol氢气,同时消耗1mol氮化锂,所以储存氢气最多可达Li3N质量的:4/35×100%≈11.4%。(3)将Li2CO3、FeC2O4•2H2O和SiO2粉末均匀混合,在800℃的氩气中烧结6小时制得Li2FeSiO4,根据质量守恒、化合价升降相等可以判断,反应产物还会有一氧化碳、二氧化碳和水生成,该反应的化学方程式为:Li2CO3+FeC2O4•2H2O+SiO2Li2FeSiO4+CO↑+CO2↑+2H2O;亚铁离子容易被氧化,所以该反应需要在惰性气体氛围中进行。(4)电解池中阳极发生氧化反应,铁为阳极,所以阳极铁失去电子,与H2PO4-、Li+反应生成LiFePO4沉淀,发生的电极反应Fe+H2PO4-+Li+-2e-=LiFePO4+2H+(5)磷酸亚铁锂电池充放电过程中,发生LiFePO4与Li1-xFePO4之间的转化,其中LiFePO4→Li1-xFePO4的转化化合价降低,发生还原反应,而电池放电时负极发生的反应为LixC6-xe-═xLi++6C,该反应为氧化反应,所以反应转化应该为:LiFePO4→Li1-xFePO4,所以电池放电时反应的化学方程式为:Li1-xFePO4+LixC6=6C+LiFePO4。
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