Question

新型鋰離子電池在新能源的開發中占有重要地位，可用作節能環保電動汽車的動力電池。磷酸亞鐵鋰
(LiFePO₄)是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下：
方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵[(CH₃COO)₂Fe]、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態磷酸亞鐵鋰，同時生成的乙酸及其他產物均以氣體逸出。
方法二：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經過濾、洗滌、干燥，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態磷酸亞鐵鋰。在鋰離子電池中，需要一種有機聚合物作為正負極之間鋰離子遷移的介質，該有機聚合物的單體之一(用M表示)的結構簡式如下：

請回答下列問題：
(1)上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進行。其原因是________________________________________。
(2)在方法一所發生的反應中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有__________、__________、_________(填化學式)生成。
(3)在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應式為________________。
(4)寫出M與足量氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：________________。
(5)已知該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時正極的電極反應式為________________。

Answer 1

(1)為了防止亞鐵化合物被氧化
(2)CO₂；H₂O；NH₃
(3)Fe＋H₂PO₄^-＋Li⁺－2e^-→LiFePO₄＋2H⁺

(4)

(5)FePO₄＋Li⁺＋e^-→LiFePO₄