(14分)
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)。
有以下几个反应:
①CO2+2KOH=K2CO3+H2O;
②2FeCl2+Cl2=2FeCl3;
③2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
④CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2;
⑤Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2.
其中属于氧化还原反应的是__________。
(1)酸、碱、盐在溶液中发生复分解反应,通常有__________、___________或_________等难电离物质生成。
(2)在温度和压强一定时,物质的体积主要由___________________________________、_______________________________、_______________________________________决定。
I.磷酸(H3PO4)在水溶液中各种存在形式物质的量分数δ随pH的变化曲线如下图:
①从图中推断NaH2PO4溶液呈性(填“酸”、“碱”或“中”),这说明。
②在Na3PO4溶液中,c(Na+)/c(PO43—)3(填“>”“=”“<”);向该溶液中滴入几滴浓KOH溶液后,c(Na+)/c(PO43-)的值减小,原因是。
③羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是一种重要的生物无机材料,有关反应为:
5Ca(OH)2+3H3PO4=Ca5(PO4)3OH+9H2O。下图是生产羟基磷灰石时得到的实验曲线,请计算磷酸的初始浓度为0.70mmol/L,pH=10.0条件下,反应前10min内磷酸的沉淀速率。
II. 在某温度下,把1.0mol NH3溶于水中配成1L溶液,测得溶液中OH-浓度和时间的图像如下:
①求该温度时,氨水的电离平衡常数K(写出计算过程,结果保留三位有效数字)
②在t1时刻时再加入H2O配成2L溶液,在t2时刻时重新达到平衡,请在坐标系中画出t1~t2时间内OH-浓度随时间变化的曲线。
③将a mol/L的盐酸和b mol/L氨水等体积混合,所得溶液呈中性(忽略混合前后溶液体积的变化),则混合后溶液中:c(NH3·H2O)=。(用含有a、b的式子表示)
(1)小明在做“研究温度对反应速率的影响”实验时,他往两支试管均加入4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液和2mL 0.1mol/L H2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中, B试管置于冷水中,记录溶液褪色所需的时间。
①需要用来酸化KMnO4溶液,褪色所需时间tAtB(填“>”、“=”或“<”)。
②写出该反应的离子方程式。
(2)实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品,小明利用这个反应的原理来测定其含量,具体操作为:
①配制250 mL溶液:准确称量5.000g乙二酸样品,配成250mL溶液。
②滴定:准确量取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中,加少量酸酸化,将0.1000 mol·L-1 KMnO4溶液装入(填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作。
在实验中发现,刚滴下少量KMnO4溶液时,溶液迅速变成紫红色。将锥形瓶摇动一段时间后,紫红色慢慢消失;再继续滴加时,紫红色就很快褪色了。请解释原因:;当,证明达到滴定终点。
③计算:重复上述操作2次,记录实验数据如下表。则消耗KMnO4溶液的平均体积为mL,此样品的纯度为。(已知H2C2O4的相对分子质量为90)
④误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是。
A.未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管 | B.滴定前锥形瓶有少量水 |
C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失 | D.不小心将少量酸性KMnO4溶液滴在锥形瓶外 |
E.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
甲醇是一种重要的化工原料。
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H= -1275.6 kJ·mol—1
②H2O(l)= H2O(g)△H="+" 44.0 kJ·mol—1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式。
(2)甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源,具有广泛的应用前景。其反应为:
CH3OH (g)+ H2O (g) CO2(g) +3H2 (g) △H=-72.0kJ/mol
①该反应的平衡常数表达式为__________________。
②下列措施中能使平衡时n(CH3OH)/n(CO2)减小的是(双选)___________。
A.加入催化剂 | B.恒容充入He(g),使体系压强增大 |
C.将H2(g)从体系中分离 | D.恒容再充入1molH2O(g) |
(3)甲醇可以氧化成甲酸,在常温下用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20. 00 mL 0.1000 mol/L 甲酸溶液过程中,当混合液的pH=7时,所消耗的V(NaOH) _________ (填“<”或“>”或“=”) 20. 00 mL。