Question

【題目】鈦被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、國防、科技等方面中有著極其廣泛而重要的用途。四氯化鈦是工業(yè)上制備金屬鈦的重要原料。在常溫下，它是一種極易水解的無色液體，沸點(diǎn)為136.4℃。工業(yè)制備TiCl4的反應(yīng)原理為：TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO。

下圖是實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)制備四氯化鈦的反應(yīng)裝置，其主要操作步驟有（順序己打亂）:

①連接好整套裝置，并檢査裝置的氣密性；

②當(dāng)錐形瓶中的TiCl4的量不再增加時(shí)，停止加熱，改通CO2氣體直至電爐中的瓷管冷卻為止；

③將Ti02、炭粉混合均勻后，裝入管式電爐中；

④將電爐升溫至800℃，一段時(shí)間后改通Cl2，同時(shí)在冷凝管中通冷凝水；

⑤通入干燥的CO2氣體并持續(xù)一段時(shí)間。

試回答：

（1）儀器F的名稱是_______________，裝罝A所用的試劑名稱是_______________。

（2）正確的操作程序是（填寫操作步驟的序號(hào)）______________________________。

（3）操作⑤的目的是______________________________。

（4）裝置中冷凝管進(jìn)水口的位置是（填a或b）_______________，裝置E的作用_______________。

（5）將少量TiCl4露置于空氣中，可能看到的現(xiàn)象是______________________________。

（6）利用化合物TiCl4可制備TiO2，請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語解釋該過程：_______________。

Answer 1

【答案】球形干燥管 濃鹽酸、二氧化錳 ①③⑤④② 將裝罝空氣全部排盡，以免生成的TiCl4遇到空氣中的水蒸氣發(fā)生水解 b 吸收未完全反應(yīng)的Cl2，防止污染空氣 出現(xiàn)白霧 TiCl4+（2+x）H2OTiO2 xH2O ↓+4HC1，制備時(shí)加入大量的水，同時(shí)加熱，促進(jìn)水解趨于完全，所得TiO2 xH2O經(jīng)焙燒得TiO2

【解析】

（1）儀器F用于吸水，儀器F的名稱是球形干燥管，裝罝A用于制取氯氣，裝罝A所用的試劑名稱是濃鹽酸、二氧化錳；

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先裝入藥品，然后通入二氧化碳，將容器中的水蒸氣、氧氣等排除，加熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，繼續(xù)通入二氧化碳，將裝置內(nèi)的氯氣、CO等排出；

（3）四氯化鈦極易水解，能與裝置中的空氣里的水蒸氣反應(yīng)；

（4）冷凝管水流應(yīng)逆流效果好，反應(yīng)中有未反應(yīng)的氯氣及揮發(fā)出來的氯化氫，會(huì)污染空氣，所以要用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣吸收；

（5）四氯化鈦極易水解，能與裝置中的空氣里的水蒸氣反應(yīng)，生成氯化氫氣體。

（6）加熱促進(jìn)四氯化鈦極易水解，所得TiO2 xH2O經(jīng)焙燒得TiO2。

（1）儀器F用于吸水，儀器F的名稱是球形干燥管，裝罝A用于制取氯氣，裝罝A所用的試劑名稱是濃鹽酸、二氧化錳；

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先裝入藥品，然后通入二氧化碳，將容器中的水蒸氣、氧氣等排除，加熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，繼續(xù)通入二氧化碳，將裝置內(nèi)的氯氣、CO等排出，操作順序?yàn)?/span>①③⑤④②；

（3）四氯化鈦極易水解，能與裝置中的空氣里的水蒸氣反應(yīng)，所以在通Cl2前先通入CO2氣體并持續(xù)一段時(shí)間，排盡裝置中的空氣，避免TiCl4 遇空氣中水蒸氣發(fā)生水解；

（4）由b進(jìn)冷水起冷凝作用好，反應(yīng)中有未反應(yīng)的氯氣及揮發(fā)出來的氯化氫，會(huì)污染空氣，所以要用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣吸收，所以E的作用是吸收多余的Cl2及揮發(fā)的HCl，以免污染空氣；

（5）四氯化鈦極易水解，能與裝置中的空氣里的水蒸氣反應(yīng)，生成氯化氫氣體，在空氣中形成白霧。

（6）利用化合物TiCl4可制備TiO2，TiCl4+（2+x）H2OTiO2 xH2O ↓+4HC1，制備時(shí)加入大量的水，同時(shí)加熱，促進(jìn)水解趨于完全，所得TiO2 xH2O經(jīng)焙燒得TiO2。