Question

【題目】四氯化鈦是生產金屬鈦及其化合物的重要中間體。某校化學課外活動小組準備利用下圖裝置制備四氯化鈦(部分夾持儀器已略去)。

資料表明：室溫下，四氯化鈦為無色液體，熔點：－25 ℃，沸點：136.4 ℃。在空氣中發煙生成二氧化鈦固體。在650～850 ℃下，將氯氣通過二氧化鈦和炭粉的混合物可得到四氯化鈦和一種有毒氣體。回答下列問題：

（1）檢查該裝置氣密性的方法是_______________________________________________。

（2）實驗中B裝置的作用是____________________。

（3）寫出D裝置中物質制備的化學方程式________________________________；寫出四氯化鈦在空氣中發煙的化學方程式______________________________。

（4）E處球形冷凝管的冷卻水應從________(填“c”或“d”)口通入。

（5）F裝置中盛裝的物質是________。

（6）該實驗設計略有缺陷，請指出其不足之處：______________________________。

Answer 1

【答案】在B裝置中加入蒸餾水至浸沒玻璃導管a的下端，關閉活塞b，微熱A裝置中的燒瓶，若導管a中的液面上升一定的高度，則氣密性良好(或在B裝置中加入蒸餾水至浸沒玻璃導管a的下端，F裝置處連接導氣管并將尾端放到水槽中，微熱A裝置中的燒瓶，水槽中導氣管的尾端有氣泡冒出，停止加熱，倒吸形成一段穩定的水柱，則氣密性良好等合理即可)洗去Cl2中的HCl氣體、用作安全瓶(或用作平衡氣壓的安全裝置，或用作防堵塞的安全裝置)TiO2＋2Cl2＋2C 650~850℃ TiCl4＋2COTiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl↑c堿石灰沒有對CO進行尾氣處理

【解析】

(1)檢查裝置氣密性的方法是整個裝置要形成密閉體系，通過液柱的升降來判斷裝置的氣密性；檢查該裝置氣密性的方法是：在B裝置中加入蒸餾水至浸沒玻璃導管a的下端，關閉活塞b，微熱A裝置中的燒瓶，若導管a中的液面上升一定的高度，則氣密性良好(或在B裝置中加入蒸餾水至浸沒玻璃導管a的下端，F裝置處連接導氣管并將尾端放到水槽中，微熱A裝置中的燒瓶，水槽中導氣管的尾端有氣泡冒出，停止加熱，倒吸一段水柱，則氣密性良好等合理即可)；正確答案：在B裝置中加入蒸餾水至浸沒玻璃導管a的下端，關閉活塞b，微熱A裝置中的燒瓶，若導管a中的液面上升一定的高度，則氣密性良好(或在B裝置中加入蒸餾水至浸沒玻璃導管a的下端，F裝置處連接導氣管并將尾端放到水槽中，微熱A裝置中的燒瓶，水槽中導氣管的尾端有氣泡冒出，停止加熱，倒吸一段水柱，則氣密性良好等合理即可)。

(2)氯氣中含有氯化氫雜質氣體，可以用飽和食鹽水除去氯化氫，同時，一旦氣體發生堵塞，還能起到安全瓶的作用；正確答案：洗去Cl2中的HCl氣體；用作安全瓶(或用作平衡氣壓的安全裝置，或用作防堵塞的安全裝置)。

(3) D裝置中，氯氣通過二氧化鈦和炭粉的混合物可得到四氯化鈦和有毒氣體一氧化碳；反應的化學方程式：TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO；根據信息可知，四氯化鈦在空氣中和水蒸氣反應生成二氧化鈦固體和氯化氫，看到發煙現象；化學方程式：TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl↑；正確答案：TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO ；TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl↑。

(4)為保證冷凝效果，采用逆流原理，冷凝效果好；E處球形冷凝管的冷卻水應從 c口通入；正確答案c。

(5) TiCl4與水易發生水解，反應剩余的氯氣不能直接排放到空氣中，污染環境；因此F裝置中盛裝的物質既能吸水，又能吸收氯氣，因此該試劑為堿石灰；正確答案：堿石灰。

(6)在制備TiCl4過程中，會產生有毒氣體CO，不能被堿石灰吸收，直接排放到空氣中，污染空氣；正確答案：沒有對CO進行尾氣處理。