Question

【題目】鈦元素的外圍電子排布為3d24s2 ． 實驗室利用反應TiO2（s）+CCl4（g） TiCl4（g）+CO2（g）制取TiCl4 ， 裝置如下：
有關物質的性質如下表．

物質	熔點/℃	沸點/℃	其它
CCl4	﹣23	76	與TiCl4互溶
TiCl4	﹣25	136	遇潮濕空氣產生白霧

（1）裝置E中的試劑是 ． 反應結束前進行如下操作：①停止通氮氣 ②熄滅酒精燈 ③冷卻至室溫
正確的順序為（填序號）．
（2）欲分離D中的液態混合物，所采用操作的名稱是 ．
（3）TiCl4 遇到濕空氣發生強烈水解，其中一種物質是TiO（OH）2 ， 試寫出該水解反應的化學方程式 ．
（4）有同學認為該反應還會生成CO，所以要增加尾氣吸收裝置，試分析該觀點的合理性
（5）也可以用反應TiO2（s）+2C（s）+2Cl2（g） TiCl4（g）+2CO（g） 制取TiCl4 ， 在上述實驗裝置中將通氮氣改為通氯氣，撤去裝置B，請簡述對該裝置的其它改變處 ．

Answer 1

【答案】
（1）濃硫酸；②③①
（2）蒸餾
（3）TiCl4+3H2O=TiO（OH）2+4HCl
（4）不合理；因為不會發生氧化還原反應
（5）石英管內改為盛TiO2和C；將E改為盛堿石灰的干燥管；增加CO的吸收裝置（答橡膠袋、盛醋酸亞銅氨的洗氣瓶等均可）
【解析】解：儀器A是干燥管，因為TiCl4遇到水蒸氣會水解，所以E中可以用濃硫酸來隔離空氣；氮氣將四氯化碳蒸氣吹入C裝置，使四氯化碳和二氧化鈦反應，B裝置目的是將四氯化碳液體轉化為氣體，C中發生反應TiO2（s）+CCl4（g） TiCl4（g）+CO2（g），D中降低溫度目的是得到液態TiCl4；終止實驗時為防止倒吸，應先熄滅酒精燈，冷卻到室溫后再停止通入N2 ， （1）裝置E目的是吸收空氣中水蒸氣，防止生成的四氯化鈦水解，所以E中干燥劑是濃硫酸；終止實驗時為防止倒吸，應先熄滅酒精燈，冷卻到室溫后再停止通入N2 ， 所以其排列順序是 ②③①，所以答案是：濃硫酸； ②③①；（2）分離互溶的液體應該采用蒸餾方法，D中物質互溶且都是液態，應該采用蒸餾方法分離，所以答案是：蒸餾；（3）TiCl4 遇到濕空氣發生強烈水解，其中一種物質是TiO（OH）2 ， 同時生成HCl，據此書寫水解方程式為TiCl4+3H2O=TiO（OH）2+4HCl，所以答案是：TiCl4+3H2O=TiO（OH）2+4HCl；（4）有同學認為該反應還會生成CO，所以要增加尾氣吸收裝置，C中不能發生氧化還原反應，所以不能生成CO，則不合理，所以答案是：不合理；因為不會發生氧化還原反應；（5）在上述實驗裝置中將通氮氣改為通氯氣，撤去裝置B，石英管內二氧化鈦要改為二氧化鈦和C的混合物，因為氯氣、CO有毒，需要有尾氣處理裝置和生成CO的吸收裝置，即將E改為盛堿石灰的干燥管、增加CO的吸收裝置（答橡膠袋、盛醋酸亞銅氨的洗氣瓶等均可），所以答案是：石英管內改為盛TiO2和C；將E改為盛堿石灰的干燥管；增加CO的吸收裝置（答橡膠袋、盛醋酸亞銅氨的洗氣瓶等均可）．