题目内容

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w、n的代数式表示).
考点:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题:实验设计题,元素及其化合物
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;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);
故答案为: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,
故答案为: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,
故答案为:过滤;冷凝;
(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
126
mol,
故答案为:
w-26n
126
mol.
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.
练习册系列答案
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某学生用0.1000mol/L NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,其操作可分解为如下几步:
A.用蒸馏水洗涤滴定管和锥形瓶
B.用待测定的溶液润洗酸式滴定管、用标准的NaOH溶液润洗碱式滴定管.
C.用酸式滴定管取稀盐酸20.00mL,注入锥形瓶中,加入酚酞
D.另取锥形瓶,再重复操作一次
E.检查滴定管是否漏水
F.将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上2~3cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度
完成以下填空:
(1)正确操作的顺序是(用序号字母填写) 
 
→
 
→B→
 
→C→
 
→D.
(2)操作F中应该选择如图中
 
滴定管(填标号).
(3)滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察
 
.
A.滴定管内液面的变化;B.锥形瓶内溶液颜色的变化;
滴定终点溶液颜色的变化是
 
.
(4)滴定结果如表所示:
滴定次数待测液体积/mL标准溶液的体积/mL
滴定前刻度滴定后刻度
1201.0221.04
2202.0025.00
3200.6020.58
由实验数据求得该盐酸的浓度为
 
mol/L.
(5)如果准确移取20.00mL 0.1000mol/L NaOH溶液于锥形瓶中,滴入酚酞指示剂,然后用未知浓度的盐酸(装在酸式滴定管中)滴定,是否也可测定出盐酸的物质的量浓度?
 
(填“是”或“否”).

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