Question

6．實驗題
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的作用是反應物、溶劑．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NaHCO₃溶液沖洗．
（2）該流程需在無水條件下進行，第③步反應中PF₅極易與水反應，其產(chǎn)物為兩種酸，寫出PF₅與水反應的化學方程式：PF₅+4H₂O═H₃PO₄+5HF．
（3）第④步分離采用的方法是過濾；第⑤步分離尾氣中HF、HCl采用的方法是冷凝
（4）LiPF₆產(chǎn)品中通�；煊猩倭縇iF．取樣品w g，測得Li的物質的量為n mol，則該樣品中LiPF₆的物質的量為（w-26n）/126mol（用含w、n的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)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(fā)生反應；HF屬于弱酸，必須用弱堿性溶液來除去；
（2）根據(jù)元素組成可知，兩種酸分別是H₃PO₄和HF；
（3）分離液體和不溶于液體固體采用過濾分離，HF分子間含有氫鍵，沸點大于HCl，可采用冷凝法分離；
（4）根據(jù)Li守恒和質量守恒計算．

解答 解：（1）根據(jù)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；HF屬于弱酸，必須用弱堿性溶液來除去（比如2%的NaHCO₃溶液）；故填：反應物，溶劑，NaHCO₃      
（2）根據(jù)題目中的信息“PF₅極易水解，其產(chǎn)物為兩種酸”，則根據(jù)元素組成可知，兩種酸分別是H₃PO₄和HF．
故填：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，故答案為：過濾；冷凝；           
（4）設LiPF₆物質的量為，LiF為y；
根據(jù)Li守恒，有x+y=n，根據(jù)質量守恒有152x+26y=w，解得x=（w-26n）/126；故填：（w-26n）/126．

點評 本題為無機化學流程題，該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題．試題綜合性強，涉及物質推斷、分離提純、方程式書寫、化學計算等知識，注意題干所給信息的使用，側重對學生實驗能力的培養(yǎng)和解題方法的指導，有助于培養(yǎng)學生規(guī)范、嚴謹?shù)膶嶒炘O計和評價能力．