Question

【题目】钛被誉为“21世纪的金属”，在工农业生产、医疗、国防、科技等方面中有着极其广泛而重要的用途。四氯化钛是工业上制备金属钛的重要原料。在常温下，它是一种极易水解的无色液体，沸点为136.4℃。工业制备TiCl4的反应原理为：TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO。

下图是实验室模拟工业生产制备四氯化钛的反应装置，其主要操作步骤有（顺序己打乱）:

①连接好整套装置，并检査装置的气密性；

②当锥形瓶中的TiCl4的量不再增加时，停止加热，改通CO2气体直至电炉中的瓷管冷却为止；

③将Ti02、炭粉混合均匀后，装入管式电炉中；

④将电炉升温至800℃，一段时间后改通Cl2，同时在冷凝管中通冷凝水；

⑤通入干燥的CO2气体并持续一段时间。

试回答：

（1）仪器F的名称是_______________，装罝A所用的试剂名称是_______________。

（2）正确的操作程序是（填写操作步骤的序号）______________________________。

（3）操作⑤的目的是______________________________。

（4）装置中冷凝管进水口的位置是（填a或b）_______________，装置E的作用_______________。

（5）将少量TiCl4露置于空气中，可能看到的现象是______________________________。

（6）利用化合物TiCl4可制备TiO2，请结合化学用语解释该过程：_______________。

Answer 1

【答案】球形干燥管 浓盐酸、二氧化锰 ①③⑤④② 将装罝空气全部排尽，以免生成的TiCl4遇到空气中的水蒸气发生水解 b 吸收未完全反应的Cl2，防止污染空气 出现白雾 TiCl4+（2+x）H2OTiO2 xH2O ↓+4HC1，制备时加入大量的水，同时加热，促进水解趋于完全，所得TiO2 xH2O经焙烧得TiO2

【解析】

（1）仪器F用于吸水，仪器F的名称是球形干燥管，装罝A用于制取氯气，装罝A所用的试剂名称是浓盐酸、二氧化锰；

（2）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；

（3）四氯化钛极易水解，能与装置中的空气里的水蒸气反应；

（4）冷凝管水流应逆流效果好，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；

（5）四氯化钛极易水解，能与装置中的空气里的水蒸气反应，生成氯化氢气体。

（6）加热促进四氯化钛极易水解，所得TiO2 xH2O经焙烧得TiO2。

（1）仪器F用于吸水，仪器F的名称是球形干燥管，装罝A用于制取氯气，装罝A所用的试剂名称是浓盐酸、二氧化锰；

（2）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①③⑤④②；

（3）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；

（4）由b进冷水起冷凝作用好，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；

（5）四氯化钛极易水解，能与装置中的空气里的水蒸气反应，生成氯化氢气体，在空气中形成白雾。

（6）利用化合物TiCl4可制备TiO2，TiCl4+（2+x）H2OTiO2 xH2O ↓+4HC1，制备时加入大量的水，同时加热，促进水解趋于完全，所得TiO2 xH2O经焙烧得TiO2。