Question

【題目】LiPF6是鋰離子電池中廣泛應用的電解質。某工廠用LiF、PCl5為原料，低溫反應制備LiPF6，其流程如下：

已知：HCl的沸點是﹣85.0℃，HF的沸點是19.5℃。

（1）第①步反應中無水HF的作用是______________。反應設備不能用玻璃材質的原因是______________________（用化學方程式表示）。無水HF有腐蝕性和毒性，工廠安全手冊提示：如果不小心將HF沾到皮膚上，可立即用2%的___________溶液沖洗。

（2）該流程需在無水條件下進行，第③步反應中PF5極易水解，其產物為兩種酸，寫出PF5水解的化學方程式：_______________________________。

（3）第④步分離采用的方法是_________；第⑤步分離尾氣中HF、HCl采用的方法是______。

（4）LiPF6產品中通常混有少量LiF。取樣品wg，測得Li的物質的量為nmol，則該樣品中LiPF6的物質的量為______mol（用含w、n的代數式表示）。

Answer 1

【答案】（1）作溶劑和反應物 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O NaHCO3

（2）PF5+4H2O=H3PO4+5HF

（3）過濾 冷凝

（4）mol

【解析】試題分析：（1）根據題目中的流程可以看出，固體+液體→新物質+飽和溶液，所以無水HF的作用是反應物和溶劑；玻璃的主要成分中含有二氧化硅，能和HF發生反應，化學方程式為SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O；HF屬于弱酸，必須用弱堿性溶液來除去（比如2%的NaHCO3溶液）；（2）根據題目中的信息“PF5極易水解，其產物為兩種酸”，則根據元素組成可知，兩種酸分別是H3PO4和HF，所以反應的方程式為PF5+4H2O═H3PO4+5HF，（3）第④步分離的是固體（LiPF4（s））和液體（HF（l）），所以采用過濾的方法；分離尾氣中HF、HCl，可以利用二者沸點的差異（HF分子之間存在氫鍵）進行分離，所以采用冷凝法；（4）設LiPF6為xmol，LiF為ymol；根據Li守恒，有x+y=n，根據質量守恒有152x+26y=w，解得x=(w-26n)：126moL。