Question

(14分)

LiPF₆是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl₅为原料，低温反应制备LiPF₆，其流程如下：

已知：HCl的沸点是－85.0 ℃，HF的沸点是19.5 ℃。

（1）第①步反应中无水HF的作用是                  、                      。反应设备不能用玻璃材质的原因是                (用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的          溶液冲洗。

（2）该流程需在无水条件下进行，第③步反应中PF₅极易水解，其产物为两种酸，写出PF₅水解的化学方程式：                                                   。

（3）第④步分离采用的方法是                                  ；第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是                                           。

（4）LiPF₆产品中通常混有少量LiF。取样品wg。测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF₆的物质的量为                  mol(用含有w、n的代数式表示)。

Answer

27.（14分）每空2分

（1）反应物 溶剂 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O NaHCO3

（2）PF5+4H2O=H3PO4+5HF （3）过滤 冷凝（各1分）（4）

【解析】

试题分析：（1）根据题目中的流程可以看出，固体+液体→新物质+饱和溶液，所以无水HF的作用是反应物和溶剂；玻璃的主要成分中含有二氧化硅，能和HF发生反应，化学方程式为SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O；HF属于弱酸，必须用弱碱性溶液来除去（比如2%的NaHCO3溶液）；所以答案为：反应物；溶剂；SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O；NaHCO3； （2）根据题目中的信息“PF5极易水解，其产物为两种酸”，则根据元素组成可知，两种酸分别是H3PO4和HF，所以反应的方程式为PF5+4H2O═H3PO4+5HF，（3）第④步分离的是固体（LiPF4（s））和液体（HF（l）），所以采用过滤的方法；分离尾气中HF、HCl，可以利用二者沸点的差异（HF分子之间存在氢键）进行分离，所以采用冷凝法，（4）设LiPF6为xmol，LiF为ymol；根据Li守恒，有x+y=n，根据质量守恒有152x+26y=w，解得x=(w-26n)：126moL

考点：制备实验方案的设计，考查物质推断、分离提纯、方程式书写、化学计算等知识。