Question

【题目】钛合金烤瓷牙是目前国内使用最为普遍的一种烤瓷牙，TiCl4是生产金属钛的原料．
（1）工业上主要用TiO2氯化的方法来制取TiCl4
①有人拟用以下氯化反应来制取TiCl4：TiO2（s）+2Cl2（g）TiCl4（l）+O2（g），写出实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制取Cl2的离子方程式 ．
②工业上通常往TiO2和Cl2反应体系中加入碳单质，在一定条件下制取TiCl4 ， 从化学平衡的角度解释此方法能顺利制取TiCl4的原因 ．
（2）某化学实验小组以TiO2和足量 CCl4为原料制取TiCl4 ， 装置如图1所示：

如表是有关物质的性质：

物质	熔点/℃	沸点/℃	其他
CCl4	﹣23	76.8	与TiCl4互溶
TiCl4	﹣25	136	遇潮湿空气产生白雾

①实验开始时先点燃A处的酒精灯，待C中烧瓶里有液滴出现时再点燃B处的酒精灯，其主要目的是 ．
②本实验中仪器a采用题给的加热方式的突出优点是 ．
③B中CCl4与TiO2发生反应的化学方程式是 ．
④欲分离C装置中的TiCl4 ， 应采用的实验操作为（填操作名称）．
⑤若将反应过程中生成的气体X（足量）缓缓通入Ba（ OH）2和NaOH的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和 通入气体X的体积（V）的关系如图2所示，若混合溶液中Ba（ OH）2和2NaOH的物质的量之比为1：1，则b点溶液中溶质主要成分的化学式为 ， 从b点到c点，沉淀减少过程中发生反应的离子方程式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O；加入的碳单质与氧气反应，减小了产物O2的浓度，使 TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）平衡向正反应方向移动，使反应能够顺利进行
（2）先排尽系统（装置）中的空气；受热均匀，能为反应提供稳定的CCl4蒸汽流；TiO2+CCl4 TiCl4+CO2↑；蒸馏；NaHCO3；BaCO3+H2O+CO2=Ba2++2HCO3﹣
【解析】解：（1）①二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，反应离子方程式为：MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O，所以答案是：MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O；②在反应TiO2（s）+2Cl2（g）TiCl4（l）+O2（g）中，加入C能和O2反应C（s）+O2（g）=CO2（g），降低了O2的浓度，平衡正向移动，反应就可以进行了，
所以答案是：加入的碳单质与氧气反应，减小了产物O2的浓度，使 TiO2（s）+2Cl2（g）TiCl（l）+O2（g）平衡向正反应方向移动，使反应能够顺利进行；（2）为防止产品TiCl4被氧化，实验开始时先点燃A处的酒精灯，使四氯化碳挥发，排尽系统（装置）中的空气，待C中烧瓶里有液滴出现时再点燃B处的酒精灯，B中装置在加热条件下，发生反应TiO2（s）+CCl4（g） TiCl4（g）+CO2（g），CCl4、TiCl4熔点较低，C装置使这两种物质转化为液态，二者能互溶，应该采用蒸馏方法分离，D装置连接空气，由于TiCl4遇潮湿空气产生白雾，发生水解反应，故D装置作用是防止空气中水蒸进入．①为防止产品TiCl4被氧化，先排尽系统（装置）中的空气，
所以答案是：先排尽系统（装置）中的空气；②水浴加热优点是受热均匀，能为反应提供稳定的CCl4蒸汽流，
所以答案是：受热均匀，能为反应提供稳定的CCl4蒸汽流；③TiO2和 CCl4为在加热条件下生成TiCl4和CO2 ， 方程式为：TiO2+CCl4 TiCl4+CO2↑；
所以答案是：TiO2+CCl4 TiCl4+CO2↑；④CCl4、TiCl4二者能互溶，应该采用蒸馏方法分离，
所以答案是：蒸馏；⑤向物质的量之比为1：1的Ba（ OH）2和NaOH的混合稀溶液中通入CO2 ， 开始产生沉淀，故a点之前发生反应：CO2+Ba（OH）2=BaCO3↓+H2O，从图中可知：氢氧化钡、氢氧化钠消耗二氧化碳体积分别为5L、5L，所以a～b之间先后发生的反应为：2NaOH+CO2═Na2CO3、Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3 ， 总反应为：NaOH+CO2═NaHCO3 ， 则b点溶液中溶质主要成分的化学式为NaHCO3 ， b～c之间发生反应：BaCO3+H2O+CO2═Ba（HCO3）2 ， 离子方程式为：BaCO3+H2O+CO2=Ba2++2HCO3﹣；
所以答案是：NaHCO3；BaCO3+H2O+CO2=Ba2++2HCO3﹣ ．