Question

16．四氯化钛是无色液体，沸点为136℃．它极易水解，遇空气中水蒸气即产生“白烟”（TiCl₄+H₂O═TiOCl₂+2HCl↑），在650℃～850℃下，将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和一种有毒气体．下图是实验室制备TiCl₄的反应装置，其主要操作步骤如下：
①连接好整套装置，在通Cl₂前先通入CO₂气体并持续一段时间；
②当锥形瓶中TiCl₄的量不再增加时，停止加热，从侧管中改通CO₂气体直到电炉中的瓷管冷却为止；
③将TiO₂、炭粉混合均匀后，装入管式电炉中；
④将电炉升温到800℃，一段时间后改通Cl₂，同时在冷凝管中通冷凝水．

试回答下列问题：
（1）正确的操作顺序为（填序号）③①④②．
（2）装置A中的反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（3）C装置中的反应方程式为：TiO₂+2Cl₂+2C $\frac{\underline{\;650℃～850℃\;}}{\;}$TiCl₄+2CO．
（4）操作①的目的是排尽装置内的空气，避免TiCl₄遇空气中水蒸气发生水解．
（5）装置D中冷凝管进水口的位置是（填a或b）b，装置E的作用是吸收多余的Cl₂及挥发的HCl，以免污染空气．

Answer 1

分析 （1）实验时，先装入药品，然后通入二氧化碳，将容器中的水蒸气、氧气等排除，加热反应，反应完毕后，继续通入二氧化碳，将装置内的氯气、CO等排出；
（2）装置A中用于制备氯气，反应加热，应为二氧化锰和浓盐酸的反应；
（3）由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高温条件下制得TiCl₄和一种有毒气体，根据化学反应中元素种类不变的规律可知：该有毒气体含有碳、氧两种元素，由碳、氧两种元素组成的有毒气体只有一氧化碳；因此TiO₂、C、Cl₂混合物在高温条件下反应生成TiCl₄和一氧化碳；
（4）四氯化钛极易水解，能与装置中的空气里的水蒸气反应；
（5）根据采用逆流冷却的效果好判断进水口，反应中有未反应的氯气及挥发出来的氯化氢，会污染空气，所以要用氢氧化钠溶液进行尾气吸收．

解答 解：（1）实验时，先装入药品，然后通入二氧化碳，将容器中的水蒸气、氧气等排除，加热反应，反应完毕后，继续通入二氧化碳，将装置内的氯气、CO等排出，操作顺序为③①④②，
故答案为：③①④②；
（2）装置A中用于制备氯气，反应加热，应为二氧化锰和浓盐酸的反应，反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2 Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2 Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高温条件下制得TiCl₄和一种有毒气体，根据化学反应中元素种类不变的规律可知：该有毒气体含有碳、氧两种元素，由碳、氧两种元素组成的有毒气体只有一氧化碳；因此TiO₂、C、Cl₂混合物在高温条件下反应生成TiCl₄和一氧化碳，该反应的化学方程式为：TiO₂+2Cl₂+2C $\frac{\underline{\;650℃～850℃\;}}{\;}$TiCl₄+2CO，
故答案为：TiO₂+2Cl₂+2C $\frac{\underline{\;650℃～850℃\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；
（4）四氯化钛极易水解，能与装置中的空气里的水蒸气反应，所以在通Cl₂前先通入CO₂气体并持续一段时间，排尽装置中的空气，避免TiCl₄ 遇空气中水蒸气发生水解，
故答案为：排尽装置内的空气，避免TiCl₄ 遇空气中水蒸气发生水解；
（5）根据采用逆流冷却的效果好可知，进水口应为b，反应中有未反应的氯气及挥发出来的氯化氢，会污染空气，所以要用氢氧化钠溶液进行尾气吸收，所以E的作用是吸收多余的Cl₂及挥发的HCl，以免污染空气，
故答案为：b；吸收多余的Cl₂及挥发的HCl，以免污染空气．

点评 本题考查物质的制备和性质探究，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，要根据实验原理提出假设，再结合物质的性质加以验证，侧重于考查学生的实验探究能力和对知识的应用能力，题目难度中等．