Question

【题目】四氯化钛(TiCl4)是生产金属钛及其化合物的重要中间体。室温下，四氯化钛为无色液体。某化学兴趣小组同学以TiO2和CCl4为原料在实验室制取液态TiCl4，装置如下图所示:

有关信息如下:

①反应原理:TiO2(s)+CCl4(g) TiCl4(g)+CO2(g)。

②反应条件：无水无氧且加热。

③有关物质性质如下表所示:

物质	熔点/℃	沸点/℃	其他
CCl4	-23	76	与TiCl4互溶
TiCl4	-25	136	遇潮湿空气产生白雾

请回答下列问题:

（1）装置F中有氮气生成，该反应的化学方程式为_______________________。

（2）实验装置依次连接的顺序为F→B→______。

（3）实验开始前首先点燃____处(填“D”或“F”)酒精灯，目的是______________。

（4）E装置不能换成B装置，理由是______________。

（5）欲分离装置C中的液态混合物，所采用操作方法的名称是______________。

（6）TiCl4是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料。某钛合金含有的元素还有Al和Si等。已知在常温下，钛是一种耐强酸、强碱的金属，请设计实验检验其中的Si元素________________。

Answer 1

【答案】 NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O ADCE F 排除装置中的空气，保证反应在无水无氧环境下进行 B装置可以吸收水,但不能阻止空气中的氧气进入。不能保证反应在无氧环境下进行 蒸馏 取少量合金样品于试管中,滴加过量NaOH溶液，振荡,静置后取上层清液,再逐滴滴入稀盐酸至过量，若有沉淀产生且最终沉淀不完全溶解,则证明样品中含有Si元素(合理答案均可给分)

【解析】 （1）F中的反应物为NaNO2、NH4Cl，在加热条件下生成氮气，属于归中型氧化还原反应：NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O；（2）以TiO2和CCl4为原料在实验室制取液态TiCl4，需要无水无氧且加热条件下进行，所以要先通干燥氮气，根据表格中物理数据，实验装置依次连接的顺序为F→B→_A_→D→C→ E；（3）为保证反应在无水无氧环境下进行，需要排除装置中的空气， 因此应先在F处加热，通一段时间的氮气；（4）B装置中浓硫酸仅作干燥剂，吸收水份，而E中的NaHSO3能吸收空气中的氧气，阻止空气中氧气进入合成流程中，保证反应在无氧干燥环境下进行，因此，这两个装置不能互换；（5）C中的有生成的TiCl4和过量的CCl4，由于两者沸点相差较大，可以用蒸馏法进行分离；（6）钛是一种耐强酸强碱的金属，而硅能溶于碱生成硅酸盐，取少量合金样品于试管中，滴加过量NaOH溶液，振荡，Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑，静置后取上层清液，再逐滴滴入稀盐酸至过量，Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl，若有沉淀产生且最终沉淀不完全溶解，则证明样品中有Si。