Question

【題目】四氯化鈦（TiCl4）是生產(chǎn)金屬鈦及其化合物的重要中間體。室溫下，四氯化鈦為無(wú)色液體。某化學(xué)興趣小組同學(xué)以TiO2和CCl4為原料在實(shí)驗(yàn)室制取液態(tài)TiCl4，裝置如圖所示。

有關(guān)信息如下：

①反應(yīng)原理：TiO2(s)+CCl4(g)TiCl4(g)+CO2(g）。②反應(yīng)條件：無(wú)水無(wú)氧且加熱。

③有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下表：

物質(zhì)	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	其它
CCl4	23	76	與TiCl4互溶
TiCl4	25	136	遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）裝置F橡皮管的作用是________________，裝置F中有氮?dú)馍�成，該反�?yīng)的化學(xué)方程式為_______________。

（2）實(shí)驗(yàn)裝置依次連接的順序?yàn)?/span>F→B→_________________。

（3）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前首先點(diǎn)燃____處酒精燈（填“D”或“F”），目的是___________________。

（4）E裝置______（填“能”或“不能”）換成B裝置，理由是______。

（5）欲分離C中的液態(tài)混合物，所采用操作的名稱(chēng)是__________________。

（6）TiCl4是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。某鈦合金的元素還有Al和Si等。已知在常溫下，鈦是一種耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿的金屬，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其中的鋁元素： ___________________。

Answer 1

【答案】 平衡氣壓，使液體順利流下 NaNO2＋NH4ClN2↑＋NaCl＋2H2O A、D、C、E F 利用生成的氮?dú)馀懦�裝置中的空氣，保證反應(yīng)在無(wú)水無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行 不能 B 裝置可以吸收水，但不能阻止空氣中的氧氣，不能保證反應(yīng)在無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行 蒸餾 取少量合金樣品于試管中，滴加過(guò)量的稀硫酸，振蕩，靜置，取上層清液，再逐滴滴入氫氧化溶液至過(guò)量，若有沉淀產(chǎn)生，然后沉淀完全溶解，則證明樣品中有 Al

【解析】試題分析：TiO2(s)與CCl4(g)反應(yīng)的條件是無(wú)水無(wú)氧且加熱，加熱前用干燥的氮?dú)馀懦鲅b置中的空氣，用熱水促使液態(tài)CCl4揮發(fā)制取CCl4氣體；TiO2(s)與CCl4(g)再D中反應(yīng)生成TiCl4蒸汽，再用冰水冷凝法收集液態(tài)TiCl4；由于TiCl4遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧，所以裝置最后需要增加干燥裝置。

解析：（1）裝置F橡皮管的作用是平衡氣壓，使分液漏斗中液體順利流下；

裝置F中NaNO2與NH4Cl加熱反應(yīng)有氮?dú)馍�成，反�?yīng)的化學(xué)方程式為NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O。

（2）根據(jù)以上分析，制備干燥的氮?dú)馀懦鲅b置中的空氣，用熱水促使液態(tài)CCl4揮發(fā)制取CCl4氣體；TiO2(s)與CCl4(g)再D中反應(yīng)生成TiCl4蒸汽，再用冰水冷凝法收集液態(tài)TiCl4；由于TiCl4遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧，所以裝置最后需要增加干燥裝置，實(shí)驗(yàn)裝置依次連接的順序?yàn)镕→B→A→D→C→E。

（3）為排除裝置中的空氣，保證反應(yīng)在無(wú)水無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行，先制備干燥的氮?dú)?/span>，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前首先點(diǎn)燃F處酒精燈。

（4）B裝置可以吸收水，但不能阻止空氣中的氧氣，不能保證反應(yīng)在無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行，E裝置不能換成B裝置。

（5）C中是液體的液態(tài)CCl4、TiCl4混合物，根據(jù)沸點(diǎn)不同，用蒸餾法分離。

（6）Al和Si都能溶于氫氧化鈉溶于，生成偏鋁酸鈉、硅酸鈉，偏鋁酸鈉、硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和硅酸沉淀，檢驗(yàn)其中的Si元素的方法是取少量合金樣品于試管中，滴加過(guò)量NaOH溶液，振蕩，靜置后取上層清液，再逐滴滴入稀鹽酸至過(guò)量，若有沉淀產(chǎn)生且最終沉淀不完全溶解，則證明樣品中有Si。