Question

【題目】四氯化鈦(TiCl4)是生產(chǎn)金屬鈦及其化合物的重要中間體。室溫下，四氯化鈦為無色液體。某化學興趣小組同學以TiO2和CCl4為原料在實驗室制取液態(tài)TiCl4，裝置如下圖所示:

有關信息如下:

①反應原理:TiO2(s)+CCl4(g) TiCl4(g)+CO2(g)。

②反應條件：無水無氧且加熱。

③有關物質性質如下表所示:

物質	熔點/℃	沸點/℃	其他
CCl4	-23	76	與TiCl4互溶
TiCl4	-25	136	遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧

請回答下列問題:

（1）裝置F中有氮氣生成，該反應的化學方程式為_______________________。

（2）實驗裝置依次連接的順序為F→B→______。

（3）實驗開始前首先點燃____處(填“D”或“F”)酒精燈，目的是______________。

（4）E裝置不能換成B裝置，理由是______________。

（5）欲分離裝置C中的液態(tài)混合物，所采用操作方法的名稱是______________。

（6）TiCl4是制取航天航空工業(yè)材料鈦合金的重要原料。某鈦合金含有的元素還有Al和Si等。已知在常溫下，鈦是一種耐強酸、強堿的金屬，請設計實驗檢驗其中的Si元素________________。

Answer 1

【答案】 NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O ADCE F 排除裝置中的空氣，保證反應在無水無氧環(huán)境下進行 B裝置可以吸收水,但不能阻止空氣中的氧氣進入。不能保證反應在無氧環(huán)境下進行 蒸餾 取少量合金樣品于試管中,滴加過量NaOH溶液，振蕩,靜置后取上層清液,再逐滴滴入稀鹽酸至過量，若有沉淀產(chǎn)生且最終沉淀不完全溶解,則證明樣品中含有Si元素(合理答案均可給分)

【解析】 （1）F中的反應物為NaNO2、NH4Cl，在加熱條件下生成氮氣，屬于歸中型氧化還原反應：NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O；（2）以TiO2和CCl4為原料在實驗室制取液態(tài)TiCl4，需要無水無氧且加熱條件下進行，所以要先通干燥氮氣，根據(jù)表格中物理數(shù)據(jù)，實驗裝置依次連接的順序為F→B→_A_→D→C→ E；（3）為保證反應在無水無氧環(huán)境下進行，需要排除裝置中的空氣， 因此應先在F處加熱，通一段時間的氮氣；（4）B裝置中濃硫酸僅作干燥劑，吸收水份，而E中的NaHSO3能吸收空氣中的氧氣，阻止空氣中氧氣進入合成流程中，保證反應在無氧干燥環(huán)境下進行，因此，這兩個裝置不能互換；（5）C中的有生成的TiCl4和過量的CCl4，由于兩者沸點相差較大，可以用蒸餾法進行分離；（6）鈦是一種耐強酸強堿的金屬，而硅能溶于堿生成硅酸鹽，取少量合金樣品于試管中，滴加過量NaOH溶液，振蕩，Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑，靜置后取上層清液，再逐滴滴入稀鹽酸至過量，Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl，若有沉淀產(chǎn)生且最終沉淀不完全溶解，則證明樣品中有Si。