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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PCl5极易水解,其产物为两种酸,写出PCl5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(用含有w、n的代数式表示)。
(1)反应物 溶剂 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O NaHCO3
(2)PF5+4H2O=H3PO4+5HF
(3)过滤 冷凝
(4)
试卷分析:(1)固体+液体生成新的物质及饱和溶液,故是反应物和溶剂的作用;玻璃的主要成份为硅酸盐和二氧化硅,能与HF反应;HF具有弱酸性,故用弱碱进行中和。
(2)PF5中P为+5价,F为-1价,故水解为H3PO4和HF。
(3)固液的分离可用过滤的方法;HF和HCl的分离,可用其沸点不一样(HF中存在氢键),进行分离,故降低温度;HF先变为液体;
(4)根据守恒可以得到;设LiPF6为xmol,LiF为ymol;根据Li守恒,有x+y=n,根据质量有152x+26y=w;可以解得。