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

Question

锂的化合物用途广泛。Li ₃ N是非常有前途的储氢材料；LiFePO ₄ 、Li ₂ FeSiO ₄ 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Li ₃ N，其反应的化学方程为              。
（2）氮化锂在氢气中加热时可得到氨基锂（LiNH ₂ ），其反应的化学方程式为：
Li ₃ N+2H ₂ LiNH ₂ +2LiH，氧化产物为            （填化学式）。在270℃时，该反应可逆向发生放出H ₂ ，因而氮化锂可作为储氢材料，储存氢气最多可达Li ₃ N质量的        %（精确到0.1）。
（3）将Li ₂ CO ₃ 、FeC ₂ O ₄ ·2H ₂ O和SiO ₂ 粉末均匀混合，在800℃的氩气中烧结6小时制得Li ₂ FeSiO ₄ ，写出反应的化学方程式         ，制备Li ₂ FeSiO ₄ 的过程必须在惰性气体氛围中进行，其原因是               。
（4）将一定浓度磷酸二氢铵、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LiFePO ₄ 沉淀，阳极的电极反应式为                    。
（5）磷酸亚铁锂电池充放电过程中，发生LiFePO ₄ 与Li FePO ₄ 之间的转化，电池放电时负极发生的反应为Li _X C ₆ －Xe ^— XLi ⁺ +6C，写出电池放电时的电极反应的化学方程式             。

Answer 1

（1）6Li+N ₂ 2Li ₃ N
（2）LiNH ₂    11.4
（3）Li ₂ CO ₃ +FeC ₂ O ₄ •2H ₂ O+SiO ₂ Li ₂ FeSiO ₄ +CO↑+CO ₂ ↑+2H ₂ O
防止二价铁被氧化
（4）Fe+H ₂ PO ₄ ^- +Li ⁺ -2e ^- =LiFePO ₄ +2H ⁺
（5）Li _1-x FePO ₄ +Li _x C ₆ =6C+LiFePO ₄

（1）锂与氮气在点燃条件下与氮气发生反应生成Li ₃ N，该反应的化学方程式为：6Li+N ₂ 2Li ₃ N。
（2）反应Li ₃ N+2H ₂ LiNH ₂ +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LiNH ₂ ，化合价升高被氧化，所以氧化产物为LiNH ₂ ；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Li ₃ N质量的：4/35×100%≈11.4%。
（3）将Li ₂ CO ₃ 、FeC ₂ O ₄ •2H ₂ O和SiO ₂ 粉末均匀混合，在800℃的氩气中烧结6小时制得Li ₂ FeSiO ₄ ，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：Li ₂ CO ₃ +FeC ₂ O ₄ •2H ₂ O+SiO ₂ Li ₂ FeSiO ₄ +CO↑+CO ₂ ↑+2H ₂ O；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H ₂ PO ₄ ^- 、Li ⁺ 反应生成LiFePO ₄ 沉淀，发生的电极反应Fe+H ₂ PO ₄ ^- +Li ⁺ -2e ^- =LiFePO ₄ +2H ⁺
（5）磷酸亚铁锂电池充放电过程中，发生LiFePO ₄ 与Li _1-x FePO ₄ 之间的转化，其中LiFePO ₄ →Li _1-x FePO ₄ 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Li _x C ₆ -xe ^- ═xLi ⁺ +6C，该反应为氧化反应，所以反应转化应该为：LiFePO ₄ →Li _1-x FePO ₄ ，所以电池放电时反应的化学方程式为：
Li _1-x FePO ₄ +Li _x C ₆ =6C+LiFePO ₄ 。