题目内容

(9分) 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）                                               。
（2）装置A中的反应的离子方程式为                                             。
（3）C装置中的反应方程式为：                                        。
（4）操作①的目的是                                                           。
（5）装置D中冷凝管进水口的位置是（填a或b）      ，装置E的作用是          。   


（1） ③①④② （2分）    （2）MnO2+4H+ +2 Cl－Mn2+ + Cl2↑+2H2O  （1分）
（3）TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO（2分）
（4）排尽装置内的空气，避免TiCl4遇空气中水蒸气发生水解（2分）
（5） b （1分），吸收多余的Cl2及挥发的HCl，以免污染空气（1分）

解析

练习册系列答案
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四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：

回答下列问题：
（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性．该过程中有如下反应发生．
2Fe3++Fe═3Fe2+
2TiO2+（无色）+Fe+4H+═2Ti3+（紫色）+Fe2++2H2O
Ti3+（紫色）+Fe3++H2O═TiO2+（无色）+Fe2++2H+
加入铁屑的作用是
防止Ti3+被Fe3+氧化成TiO2+
防止Ti3+被Fe3+氧化成TiO2+
．
（2）在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO2?n H2O溶胶，该分散质颗粒直径大小在
10-9～10-7m（或1nm-100nm）
10-9～10-7m（或1nm-100nm）
范围．
（3）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点．依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是
产生了废气，废液，废渣等
产生了废气，废液，废渣等
（只要求写出一项）．
（4）依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用
蒸馏（或分馏）
蒸馏（或分馏）
方法．
TiCl4 SiCl4
熔点/℃ -25.0 -68.8
沸点/℃ 136.4 57.6

(9分) 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）                                                。

（2）装置A中的反应的离子方程式为                                             。

（3）C装置中的反应方程式为：                                        。

（4）操作①的目的是                                                            。

（5）装置D中冷凝管进水口的位置是（填a或b）       ，装置E的作用是           。   

 

(9分) 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）                                                。

（2）装置A中的反应的离子方程式为                                              。

（3）C装置中的反应方程式为：                                         。

（4）操作①的目的是                                                            。

（5）装置D中冷凝管进水口的位置是（填a或b）       ，装置E的作用是           。   

 

(本题计9分)四氯化钛是无色液体，沸点为136℃，它极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”(TiCl4＋H2O＝TiOCl2＋2HCl↑)。TiCl4可由TiO2与Cl2反应制得(TiO2不与HCl反应)。此反应在1000℃高温下进行的很慢，但如果有炭粉存在时650℃～850℃反应便可顺利进行。右图是某同学设计的实验室制备TiCl4的装置。请回答：

 (1)A装置中反应的化学方程式为___________________________________________。

(2)B装置中的试剂为________________，作用是______________________________。

(3)实验中炭粉的作用为_______________________。

(4)D装置中冷凝水的水流方向为____________进____________出，该装置的作用是_________________。

(5)E装置中NaOH溶液的作用是_______________________________________。

(6)该设计方案中除分液漏斗中的浓盐酸不能顺利滴下、E不能封口和可能倒吸外，还有一处明显的不足是_______________________________________________________。

 

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