Question

（12分）LiPF6是鋰離子電池中廣泛應(yīng)用的電解質(zhì)。某工廠用LiF、PCl5為原料，低溫反應(yīng)制備LiPF6，其流程如下：

已知：HCl的沸點(diǎn)是－85.0℃，HF的沸點(diǎn)是19.5℃。

（1）第①步反應(yīng)中無水HF的作用是 、 。反應(yīng)設(shè)備不能用玻璃材質(zhì)的原因是 （用化學(xué)方程式表示）。無水HF有腐蝕性和毒性，工廠安全手冊提示：如果不小心將HF沾到皮膚上，可立即用2%的 溶液沖洗。

（2）該流程需在無水條件下進(jìn)行，第③步反應(yīng)中PF5極易水解，其產(chǎn)物為兩種酸，寫出PF5水解的化學(xué)方程式： 。

（3）第④步分離采用的方法是 ；第⑤步分離尾氣中HF、HCl采用的方法是 。

（4）LiPF6產(chǎn)品中通�；煊猩倭縇iF。取樣品wg，測得Li的物質(zhì)的量為nmol，則該樣品中LiPF6的物質(zhì)的量為 mol（用含w、n的代數(shù)式表示）。

 

Answer 1

（1）溶劑（1分）反應(yīng)物（1分）SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（2分）NaHCO3（1分）

（2）PF5+3H2O=H3PO4+5HF（2分）

（3）過濾（1分）蒸餾（1分）

（4）mol（3分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題目中的流程可以看出，固體+液體→新物質(zhì)+飽和溶液，所以無水HF的作用是反應(yīng)物和溶劑；玻璃的主要成分中含有二氧化硅，能和HF發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)方程式為SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O；HF屬于弱酸，必須用弱堿性溶液來除去（比如2%的NaHCO3溶液）。

（2）根據(jù)題目中的信息“PF5極易水解，其產(chǎn)物為兩種酸”，則根據(jù)元素組成可知，兩種酸分別是H3PO4和HF，所以反應(yīng)的方程式為PF5+4H2O═H3PO4+5HF。

（3）第④步分離的是固體（LiPF4（s））和液體（HF（l）），所以采用過濾的方法；分離尾氣中HF、HCl，可以利用二者沸點(diǎn)的差異（HF分子之間存在氫鍵）進(jìn)行分離，所以采用冷凝法。

（4）設(shè)LiPF6為xmol，LiF為ymol；根據(jù)Li守恒，有x+y=n，根據(jù)質(zhì)量守恒有152x+26y=w，解得x=mol。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)流程的分析、化學(xué)方程式的書寫、基本操作、化學(xué)計(jì)算。