Question

【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 ℃，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)。

Answer 1

【答案】（1）反应物 溶剂 SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O NaHCO3

（2）PF5＋4H2O=H3PO4＋5HF （3）过滤 冷凝（4）

【解析】

试题分析：（1）根据题目中的流程可以看出，固体+液体→新物质+饱和溶液，因此无水HF的作用是反应物和溶剂；反应设备不能用玻璃材质的原因是HF能与二氧化硅反应，腐蚀设备，方程式为：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O；HF属于弱酸，若不小心沾到皮肤上，必须用弱碱性溶液除去，比如2%的NaHCO3溶液；

（2）PF5极易水解，其产物为两种酸，根据元素组成可知，两种酸为：H3PO4和HF，水解的化学方程式为：PF5＋4H2O=H3PO4＋5HF；

（3）第④步是固液的分离，因此采用过滤的方法；第⑤步分离尾气中HF、HCl，根据HF和HCl的沸点不同，可以采用冷凝法分离；

（4）设LiPF6的物质的量为x，LiF的物质的量为y，则根据Li原子守恒可知，x+y=n；根据质量守恒可知，152x+26y=w，联立两个方程，解得：x=。