Question

6．实验题
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的作用是反应物、溶剂．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）该流程需在无水条件下进行，第③步反应中PF₅极易与水反应，其产物为两种酸，写出PF₅与水反应的化学方程式：PF₅+4H₂O═H₃PO₄+5HF．
（3）第④步分离采用的方法是过滤；第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是冷凝
（4）LiPF₆产品中通常混有少量LiF．取样品w g，测得Li的物质的量为n mol，则该样品中LiPF₆的物质的量为（w-26n）/126mol（用含w、n的代数式表示）．

Answer 1

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；HF属于弱酸，必须用弱碱性溶液来除去；
（2）根据元素组成可知，两种酸分别是H₃PO₄和HF；
（3）分离液体和不溶于液体固体采用过滤分离，HF分子间含有氢键，沸点大于HCl，可采用冷凝法分离；
（4）根据Li守恒和质量守恒计算．

解答 解：（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；HF属于弱酸，必须用弱碱性溶液来除去（比如2%的NaHCO₃溶液）；故填：反应物，溶剂，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．
故填：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，故答案为：过滤；冷凝；           
（4）设LiPF₆物质的量为，LiF为y；
根据Li守恒，有x+y=n，根据质量守恒有152x+26y=w，解得x=（w-26n）/126；故填：（w-26n）/126．

点评 本题为无机化学流程题，该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题．试题综合性强，涉及物质推断、分离提纯、方程式书写、化学计算等知识，注意题干所给信息的使用，侧重对学生实验能力的培养和解题方法的指导，有助于培养学生规范、严谨的实验设计和评价能力．