Question

8．四氯化鈦是無色液體，沸點為136℃．它極易水解，遇空氣中水蒸氣即產(chǎn)生“白煙”（TiCl₄+H₂O=TiOCl₂+2HCl↑）．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．如圖是實驗室制備TiCl₄的部分裝置．

請回答：
（1）A裝置中反應(yīng)的化學方程式是：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）B裝置中試劑為濃硫酸，其作用是干燥氯氣．
（3）C裝置中的反應(yīng)方程式為：TiO₂+2Cl₂+2C$\frac{\underline{\;650-850℃\;}}{\;}$TiCl₄+2CO．
（4）D裝置中冷凝水的方向為a進b出，該裝置的作用為冷凝回流四氯化鈦．
（5）請指出此裝置的缺陷和不妥之處：

編號	裝置缺陷和不妥之處
①
②
③

Answer 1

分析 裝置A是利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣的發(fā)生在，通過裝置B中的濃硫酸干燥氯氣，干燥的氯氣通過裝置C和碳、二氧化鈦加熱反應(yīng)生成四氯化鈦蒸氣，進入裝置D冷卻，剩余的氯氣最后用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染空氣，
（1）裝置中反應(yīng)是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣的反應(yīng)；
（2）根據(jù)制備的氯氣中含有雜質(zhì)水蒸氣；
（3）由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下制得TiCl₄和一種有毒氣體，根據(jù)化學反應(yīng)中元素種類不變的規(guī)律可知：該有毒氣體含有碳、氧兩種元素，由碳、氧兩種元素組成的有毒氣體只有一氧化碳；因此TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下反應(yīng)生成TiCl₄和一氧化碳；
（4）根據(jù)冷凝管內(nèi)的水流方向由下向上，因為這樣可以提高冷凝效果；四氯化鈦沸點低，易揮發(fā)，所以要用冷凝管冷凝回收；
（5）①根據(jù)TiCl₄ 遇空氣中水蒸氣發(fā)生水解；
②根據(jù)TiCl₄ 水解產(chǎn)生的氯化氫極易溶于水；
③根據(jù)氯氣通過二氧化鈦和炭粉的混合物得到的CO氣體有毒．

解答 解：（1）裝置中反應(yīng)是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣的反應(yīng)，反應(yīng)的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）因制備的氯氣中含有雜質(zhì)水蒸氣，可用濃硫酸來除去，
故答案為：濃硫酸；干燥氯氣；
（3）由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下制得TiCl₄和一種有毒氣體，根據(jù)化學反應(yīng)中元素種類不變的規(guī)律可知：該有毒氣體含有碳、氧兩種元素，由碳、氧兩種元素組成的有毒氣體只有一氧化碳；因此TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下反應(yīng)生成TiCl₄和一氧化碳；
該反應(yīng)的化學方程式為：TiO₂+2Cl₂+2C $\frac{\underline{\;650-850℃\;}}{\;}$ TiCl₄+2CO，
故答案為：TiO₂+2Cl₂+2C$\frac{\underline{\;650-850℃\;}}{\;}$  TiCl₄+2CO；
（4）因根據(jù)冷凝管內(nèi)的水流方向由下向上，即a進b出，因為這樣可以提高冷凝效果；四氯化鈦是無色液體，沸點為136℃較低，受熱易揮發(fā)，所以冷凝管冷凝回收，故答案為：a；b；冷凝回流四氯化鈦；
（5）①、因TiCl₄ 遇空氣中水蒸氣發(fā)生水解，缺少阻止水蒸氣進入D的裝置，所以TiCl₄ 遇空氣中水蒸氣發(fā)生水解，缺少阻止水蒸氣進入D的裝置；
②、因TiCl₄ 水解產(chǎn)生的氯化氫極易溶于水，需要加上防倒吸的裝置，所以TiCl₄ 水解產(chǎn)生的氯化氫極易溶于水，需要加上防倒吸的裝置；
③、因氯氣通過二氧化鈦和炭粉的混合物得到的CO氣體有毒，缺少CO的處理裝置，所以由于CO氣體有毒，缺少CO的處理裝置．
故答案為：

編號	裝置缺陷和不妥之處
①	不能阻止E裝置的水汽進入D裝置，而引起四氯化鈦水解
②	由于氯化氫和氯氣易溶于氫氧化鈉溶液，E裝置會產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象
③	不能防止CO的逸出

點評 本題是結(jié)合物質(zhì)制備考查了基本實驗操作，是一道綜合性較強的實驗題，考查考生分析實驗裝置并評價實驗方案的能力，題目難度中等．