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、PCl3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 mol(用含w、n的代数式表示).
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
(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
(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
考点:真题集萃,制备实验方案的设计
专题:实验设计题,电化学专题
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;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.
(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=
mol,
故答案为:
.
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 |
故答案为:
| 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.
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