Question

(14分)
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PCl₅極易水解，其產物為兩種酸，寫出PCl₅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(用含有w、n的代數式表示)。

Answer 1

（1）反應物 溶劑    SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O    NaHCO₃
（2）PF₅+4H₂O=H₃PO₄+5HF
（3）過濾   冷凝
（4） 

試卷分析：（1）固體+液體生成新的物質及飽和溶液，故是反應物和溶劑的作用；玻璃的主要成份為硅酸鹽和二氧化硅，能與HF反應；HF具有弱酸性，故用弱堿進行中和。
（2）PF₅中P為+5價，F為-1價，故水解為H₃PO₄和HF。
（3）固液的分離可用過濾的方法；HF和HCl的分離，可用其沸點不一樣（HF中存在氫鍵），進行分離，故降低溫度；HF先變為液體；
（4）根據守恒可以得到；設LiPF₆為xmol，LiF為ymol；根據Li守恒，有x+y=n，根據質量有152x+26y=w；可以解得。