题目内容
【题目】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℃屯,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w、n的代数式表示)。
【答案】 反应物 溶剂 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O NaHCO3 PF5+3H2O=H3PO4+5HF 过滤 冷凝
【解析】
(1)第①步反应中无水HF的作用是反应物、溶剂。反应设备不能用玻璃材质的原因是SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。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NaHCO3溶液冲洗。
(2)PF5水解产生的两种酸是氢氟酸和磷酸,水解的化学方程式:PF5+3H2O=H3PO4+5HF。
(3)第④步分离有滤液产生,所以采用的方法是过滤;HF、HCl的沸点差别较大,所以第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是冷凝。
(4)将LiPF6看作LiFPF5,样品wg含有LiF的物质的量为nmol,LiF的质量为26ng,含有PF5的质量为wg-26ng,PF5的物质的量为mol,所以该样品中LiPF6的物质的量等于PF5的物质的量为mol。