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,

 LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiFPCl5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%________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HFHCl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wn的代数式表示)

答案

(1)反应物 溶剂

SiO24HFSiF42H2O NaHCO3

(2)PF54H2OH3PO45HF

(3)过滤 冷凝

(4)

[解析] (1)由已知可知低温时HF为液态,反应得到LiHF2饱和溶液,可见在反应中无水HF的作用是作反应物和溶剂;玻璃的主要成分为SiO2SiO2可与HF反应生成SiF4气体和H2O,所以反应设备不能用玻璃器材;HF溶于水得到氢氟酸,因此洗涤时可选用碱性很弱的盐溶液来洗涤,如2%NaHCO3溶液。(2)F无含氧酸,因此PF5水解得到的两种酸一定为氢氟酸和磷酸。(3)分离后得到滤液和固体产品LiPF6,可见分离方法是过滤;由HClHF的沸点可知分离HClHF的混合物,只需将混合气体降温冷凝(HF转化为液态)后即可分离。(4)LiPF6LiF的化学式,利用锂守恒w g LiPF6LiF混合物的物质的量为n mol,设w g样品中LiPF6LiF的物质的量分别为x moly mol,由题意得:xyn152x26yw,两式联立解得x

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