Question

【題目】四氯化鈦是生產(chǎn)金屬鈦及其化合物的重要中間體。某校化學(xué)課外活動(dòng)小組準(zhǔn)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(wú)色液體，熔點(diǎn)：－25 ℃，沸點(diǎn)：136.4 ℃。在空氣中發(fā)煙生成二氧化鈦固體。在650～850 ℃下，將氯氣通過(guò)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(shí)驗(yàn)中B裝置的作用是____________________。

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

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

（5）F裝置中盛裝的物質(zhì)是________。

（6）該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)略有缺陷，請(qǐng)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(dǎo)管a的下端，關(guān)閉活塞b，微熱A裝置中的燒瓶，若導(dǎo)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(dǎo)管a的下端，F裝置處連接導(dǎo)氣管并將尾端放到水槽中，微熱A裝置中的燒瓶，水槽中導(dǎo)氣管的尾端有氣泡冒出，停止加熱，倒吸形成一段穩(wěn)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(diǎn)堿石灰沒有對(duì)CO進(jìn)行尾氣處理

【解析】

(1)檢查裝置氣密性的方法是整個(gè)裝置要形成密閉體系，通過(guò)液柱的升降來(lái)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(dǎo)管a的下端，關(guān)閉活塞b，微熱A裝置中的燒瓶，若導(dǎo)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(dǎo)管a的下端，F(xiàn)裝置處連接導(dǎo)氣管并將尾端放到水槽中，微熱A裝置中的燒瓶，水槽中導(dǎo)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(dǎo)管a的下端，關(guān)閉活塞b，微熱A裝置中的燒瓶，若導(dǎo)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(dǎo)管a的下端，F(xiàn)裝置處連接導(dǎo)氣管并將尾端放到水槽中，微熱A裝置中的燒瓶，水槽中導(dǎo)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(zhì)氣體，可以用飽和食鹽水除去氯化氫，同時(shí)，一旦氣體發(fā)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(guò)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(yīng)的化學(xué)方程式：TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO；根據(jù)信息可知，四氯化鈦在空氣中和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化鈦固體和氯化氫，看到發(fā)煙現(xiàn)象；化學(xué)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(yīng)從 c口通入；正確答案c。

(5) TiCl4與水易發(fā)生水解，反應(yīng)剩余的氯氣不能直接排放到空氣中，污染環(huán)境；因此F裝置中盛裝的物質(zhì)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(guò)程中，會(huì)產(chǎn)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(duì)CO進(jìn)行尾氣處理。