Question

8．四氯化鈦是無(wú)色液體，沸點(diǎn)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(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．如圖是實(shí)驗(yàn)室制備TiCl₄的部分裝置．

請(qǐng)回答：
（1）A裝置中反應(yīng)的化學(xué)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?yàn)閍進(jìn)b出，該裝置的作用為冷凝回流四氯化鈦．
（5）請(qǐng)指出此裝置的缺陷和不妥之處：

編號(hào)	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(guò)裝置B中的濃硫酸干燥氯氣，干燥的氯氣通過(guò)裝置C和碳、二氧化鈦加熱反應(yīng)生成四氯化鈦蒸氣，進(jìn)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(xué)反應(yīng)中元素種類(lèi)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?yàn)檫@樣可以提高冷凝效果；四氯化鈦沸點(diǎn)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(guò)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(xué)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(lái)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(xué)反應(yīng)中元素種類(lèi)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(xué)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(jìn)b出，因?yàn)檫@樣可以提高冷凝效果；四氯化鈦是無(wú)色液體，沸點(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(guò)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(hào)	裝置缺陷和不妥之處
①	不能阻止E裝置的水汽進(jìn)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(huì)產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象
③	不能防止CO的逸出

點(diǎn)評(píng) 本題是結(jié)合物質(zhì)制備考查了基本實(shí)驗(yàn)操作，是一道綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)題，考查考生分析實(shí)驗(yàn)裝置并評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的能力，題目難度中等．