新型电池在飞速发展的信息技术中发挥着越来越重要的作用．Li2MSiO4（M=Mn、Fe、Co等）是极具发展潜力的新型锂离子电池电极材料，在苹果的几款最新型的产品中已经有了一定程度的应用．下

Question

新型电池在飞速发展的信息技术中发挥着越来越重要的作用．Li₂MSiO₄（M=Mn、Fe、Co等）是极具发展潜力的新型锂离子电池电极材料，在苹果的几款最新型的产品中已经有了一定程度的应用．下面列出了两种制备Li₂FeSiO₄的方法：
固相法：2Li₂SiO₃+FeSO₄ (惰性气体.)/(高温)Li₂FeSiO₄+Li₂SO₄+SiO₂
溶胶-凝胶法：如图1

（1）固相法中制备Li₂FeSiO₄的过程必须在惰性气体氛围中进行，其原因是___；根据已有信息，以下判断正确的是___．
①该反应是氧化还原反应                 ②该反应一定是吸热反应
③Li₂SiO₃ 和Li₂FeSiO₄属于硅酸盐
（2）溶胶-凝胶法中，检验溶液中有胶体产生的方法是___；实验中若制得1mol Li₂FeSiO₄，整个反应过程中转移电子的物质的量为___．
（3）以Li₂FeSiO₄、嵌有Li的石墨为电极，含Li⁺的导电固体为电解质的锂离子电池，充、放电的总反应式可表示为Li₂FeSiO₄

充电

放电

Li+LiFeSiO₄，该电池放电时，负极是___，正极反应为___．
（4）三种Li₂MSiO₄的性能对比如图2所示．实际应用时，常用来源丰富的铁元素生产的Li₂FeSiO₄作电极材料，使用该电极材料的另一个优点是___．

Answer 1

（1）固相法中制备Li₂FeSiO₄的过程必须在惰性气体氛围中进行，因为亚铁离子具有还原性，易被氧化，所以惰性气体氛围中是为了防止亚铁离子被氧化，根据反应2Li₂SiO₃+FeSO₄(惰性气体.)/(高温)Li₂FeSiO₄+Li₂SO₄+SiO₂可知，反应中各元素化合价没有变化，也无法判断反应的执效应，但Li₂SiO₃ 和Li₂FeSiO₄都属于硅酸盐，故③正确，
故答案为：防止二价铁被氧化；③；
（2）胶体具有丁达尔现象，取少量液体，用一束强光光线照射，有丁达尔现象证明是胶体；胶-凝胶法中铁元素守恒，铁元素化合价从+3价变化为+2价，若制得1mol Li₂FeSiO₄，电子转移1mol，
故答案为：取少量液体，用一束强光光线照射，有丁达尔现象；1mol；
（3）总反应式可表示为Li₂FeSiO₄

充电

放电

Li+LiFeSiO₄，放电过程中是原电池反应，Li做负极失电子发生氧化反应，LiFeSiO₄在正极上得到电子发生还原反应，电极反应为LiFeSiO₄+Li⁺+e^-=Li₂FeSiO₄，
故答案为：Li；LiFeSiO₄+Li⁺+e^-=Li₂FeSiO₄ ；
（4）实际应用时，常用铁元素来源丰富的Li₂FeSiO₄作电极材料，分析图象变化可知，使用该电极材料的另一个优点是Li₂FeSiO₄ 充电时脱去Li⁺所需电压低，
故答案为：Li₂FeSiO₄ 充电时脱去Li⁺所需电压低．