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如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）裝置A中加熱前應向燒瓶中加入___。

（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】沸石或碎瓷片 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+2CTiCl4+2CO TiCl4+2H2O＝TiO2+4HCl↑ c 堿石灰 沒有對CO進行尾氣處理

【解析】

在A裝置中制備氯氣，實驗室用二氧化錳跟濃鹽酸反應制取氯氣，通過裝有飽和食鹽水的B瓶和裝有濃硫酸的C瓶后得到干燥純凈的氯氣，氯氣通過裝置D中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，按照原子守恒與氣體性質，該氣體為CO，E裝置連接球形冷凝管冷凝，從c口入水，d口出水。F是球形干燥管，因為生成的氣體為酸性氧化物，所以要裝入堿性物質如堿石灰等。根據分析進行題目解答。

（1）圓底燒瓶中加入碎瓷片或沸石防止爆沸。

（2）濃鹽酸易揮發，B瓶中裝有飽和食鹽水用于洗去Cl2中的HCl氣體。且中間加入導管a用于和大氣相通，平衡裝置的氣壓，防止發生安全事故。

（3）裝置D中氯氣通過二氧化鈦和炭粉的混合物可得到四氯化鈦和CO，反應方程式為TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO，生成的四氯化鈦容易與空氣中的水發生反應導致發煙現象，反應方程式為：TiCl4+2H2O＝TiO2+4HCl↑。

（4）E裝置為球形冷凝管，下口入水上口出水，所以冷卻水從c口通入。

（5）F是球形干燥管，反應生成的氣體為酸性氣體，所以要裝入如堿石灰等堿性干燥劑。

（6）CO不會被堿石灰等物質吸收，會通過F裝置排出到空氣中，但是CO是有毒氣體，需要尾氣處理裝置。