Question

【题目】TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：

资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质

化合物	SiCl4	TiCl4	AlCl3	FeCl3	MgCl2
沸点/℃	58	136	181（升华）	316	1412
熔点/℃	﹣69	25	193	304	714
在TiCl4中的溶解性	互溶	﹣	微溶		难溶

（1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行．
已知：TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）△H1=+175.4kJmol﹣1
2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2=﹣220.9kJmol﹣1
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的热化学方程式： ．
②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的
△H0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据： ．
③氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是 ．
④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有 ．
（2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4 ． 示意图如下：

物质a是 ， T2应控制在 ．

Answer 1

【答案】
（1）TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=﹣45.5kJ?mol﹣1；＞；温度越高，CO的物质的量越多而CO2的物质的量少，说明CO2生成CO的反应是吸热反应；饱和食盐水、氯化亚铁溶液；TiO2、C
（2）SiCl4；136℃左右
【解析】解：由制备纯TiCl4的流程示意图，钛精矿与氯气、C发生氯化过程，反应为TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO，结合表格中数据可知，蒸馏得到纯TiCl4 ， （1）①由I．TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）△H1=+175.4kJmol﹣1
II.2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2=﹣220.9kJmol﹣1 ，
结合盖斯定律可知，I+II得到TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g），△H=（+175.4kJmol﹣1）+（﹣220.9kJmol﹣1）=﹣45.5kJmol﹣1 ，
即热化学方程式为TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=﹣45.5kJmol﹣1 ，
故答案为：TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=﹣45.5kJmol﹣1；
②因温度越高，CO的物质的量越多而CO2的物质的量少，说明CO2生成CO的反应是吸热反应，所以△H＞0，
故答案为：＞；温度越高，CO的物质的量越多而CO2的物质的量少，说明CO2生成CO的反应是吸热反应；
③尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，食盐水吸收HCl，氯化亚铁吸收氯气生成氯化铁，则尾气的吸收液依次是饱和食盐水、氯化亚铁溶液，
故答案为：饱和食盐水、氯化亚铁溶液；
④由反应可知，氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有TiO2、C，
故答案为：TiO2、C；（2）粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4 ， 由图及表格数据可知，先分离出SiCl4 ， 后分离出TiCl4 ， 则先控制温度T1为58℃左右时分离出物质a为SiCl4 ， 控制温度T2为136℃左右时分离出纯TiCl4 ， 故答案为：SiCl4；136℃左右．
由制备纯TiCl4的流程示意图，钛精矿与氯气、C发生氯化过程，反应为TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO，结合表格中数据可知，蒸馏得到纯TiCl4 ， （1）①由题干中的热化学方程式，结合盖斯定律可得到TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=﹣45.5kJmol﹣1；
②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，温度高时CO的物质的量多、CO2的物质的量少；
③尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，食盐水吸收HCl，氯化亚铁吸收氯气；
④过滤得到粗TiCl4混合液，可能混有反应物中固体物质；（2）粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4 ， 由图及表格数据可知，先分离出SiCl4 ， 后分离出TiCl4 ．