Question

LiPF₆是鋰離子電池中廣泛應(yīng)用的電解質(zhì)。某工廠用LiF、PCl₅為原料，低溫反應(yīng)制備LiPF₆，其流程如下：

已知：HCl的沸點(diǎn)是－85.0 ℃，HF的沸點(diǎn)是19.5 ℃。

(1)第①步反應(yīng)中無水HF的作用是_______、________。反應(yīng)設(shè)備不能用玻璃材質(zhì)的原因是________________________(用化學(xué)方程式表示)。無水HF有腐蝕性和毒性，工廠安全手冊(cè)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(jìn)行，第③步反應(yīng)中PF₅極易水解，其產(chǎn)物為兩種酸，寫出PF₅水解的化學(xué)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(chǎn)品中通�；煊猩倭縇iF。取樣品w g，測(cè)得Li的物質(zhì)的量為n mol，則該樣品中LiPF₆的物質(zhì)的量為________mol(用含w、n的代數(shù)式表示)。

Answer 1

解析　(1)由流程可知，第①步反應(yīng)中無水HF除作為反應(yīng)物外，還起到溶劑的作用。玻璃中含有SiO₂，可與HF發(fā)生反應(yīng)而被腐蝕，化學(xué)方程式為SiO₂＋4HF===SiF₄↑＋2H₂O。HF具有酸性，沾到皮膚上，可選用堿性較弱的NaHCO₃溶液進(jìn)行沖洗。

(2)PF₅中P元素顯＋5價(jià)，F(xiàn)元素顯－1價(jià)，遷移應(yīng)用鹽類水解反應(yīng)知識(shí)推出PF₅發(fā)生水解反應(yīng)應(yīng)生成H₃PO₄和HF，化學(xué)方程式為PF₅＋4H₂O===H₃PO₄＋5HF。

(3)第④步分離得到濾液和LiPF₆固體，顯然該步操作為過濾。HCl、HF的沸點(diǎn)分別為－85.0 ℃和19.5℃，第⑤步分離尾氣中的HCl和HF，可采用冷凝的方法，使HF液化，再予以分離。

(4)由題意可知，152 g·mol^－1×n(LiPF₆)＋26 g·mol^－1×n(LiF)＝w g，n(LiPF₆)＋n(LiF)＝n mol，解得n(LiPF₆)＝(w－26n)/126 mol。

答案　(1)反應(yīng)物　溶劑　SiO₂＋4HF===SiF₄↑＋2H₂O

NaHCO₃

(2)PF₅＋4H₂O===H₃PO₄＋5HF

(3)過濾　冷凝

(4)