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.装置如图所示．有关信息如下:①反应原理:TiO2(s)+CCl4(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4(g)+CO2(g)②反应条件:无水无氧且加热③有关物质性质如表:物质溶点/℃沸点/℃其他CCl4-2376与TiCl4互溶TiCl4-25136遇潮湿空气产生白� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

12．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，装置如图所示．

有关信息如下：
①反应原理：TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）
②反应条件：无水无氧且加热
③有关物质性质如表：

物质	溶点/℃	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）B中盛有CCl₄的仪器名称是锥形瓶，仪器A装的试剂不可能是（填序号）b．
a．碱石灰 b．无水硫酸铜 c．氧化钙 d．烧碱
（2）实验开始前的操作包括：①组装仪器，②检查装置气密性，③加装药品，④通一会儿氮气，⑤最后点燃酒精灯．第④步的目的是排除装置中的空气，保证反应在无水、无氧环境下进行．
（3）装置E中的试剂是浓硫酸；E装置不能（填“能”或“不能”）换成A装置，理由是A装置可以吸收水，但不能不能吸收空气中的氧气，不能保证反应在无氧环境下进，故E装置不能换成A装置．
（4）欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是蒸馏．
（5）TiCl₄还可由TiO₂和焦炭、氯气在加热下反应制得，同时有气体生成，请设计实验方案探究气体的成分．此气体可能是CO或CO₂或CO与CO₂的混合气体，将气体先通过澄清石灰水，干燥后再通入到灼热的装有CuO的玻璃管中，若不变浑浊则为CO，若浑浊但没有红色固体产生，则为CO₂，若浑浊且有红色固体产生，则为CO与CO₂的混合气体．

分析通过氮气将装置中空气排出，防止TiCl₄被氧化，A为干燥管，干燥氮气，防止生成的TiCl₄遇潮湿的气体产生白雾；B装置加热使四氯化碳挥发，C中装置在加热条件下，发生反应TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g），CCl₄、TiCl₄熔点较低，D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，E装置连接空气，应该盛放浓硫酸，干燥空气，
（1）B中盛有CCl₄的仪器名称是锥形瓶；无水硫酸铜吸水效率太低，一般不用作干燥剂；
（2）反应得到气体TiCl₄与二氧化碳，装置气密性要好，在加装药品之前应检验装置的气密性，之后要先通一会儿氮气，排除装置中的空气，再点燃酒精灯；
（3）由于TiCl₄遇潮湿空气产生白雾，发生水解反应，且反应在无氧条件下进行，故E装置作用是防止空气中水蒸气、氧气进入；A装置不能吸收空气中的氧气；
（4）互溶的溶液采用蒸馏方法分离；
（5）气体可能是CO或CO₂或CO与CO₂的混合气体，利用CO的还原性检验CO，利用二氧化碳和澄清石灰水反应检验二氧化碳．

解答解：通过氮气将装置中空气排出，防止TiCl₄被氧化，A为干燥管，干燥氮气，防止生成的TiCl₄遇潮湿的气体产生白雾；B装置加热使四氯化碳挥发，C中装置在加热条件下，发生反应TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g），CCl₄、TiCl₄熔点较低，D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，E装置连接空气，应该盛放浓硫酸，干燥空气，
（1）B中盛有CCl₄的仪器名称是锥形瓶；无水硫酸铜吸水效率太低，一般不用作干燥剂，其它物质能作干燥剂，
故答案为：锥形瓶；b；
（2）反应得到气体TiCl₄与二氧化碳，装置气密性要好，在加装药品之前应检验装置的气密性，之后要先通一会儿氮气，排除装置中的空气，再点燃酒精灯；
第④步的目的是排除装置中的空气，保证反应在无水、无氧环境下进行；
故答案为：检查装置的气密性；通一会儿氮气；排除装置中的空气，保证反应在无水、无氧环境下进行；
（3）由于TiCl₄遇潮湿空气产生白雾，发生水解反应，且反应在无氧条件下进行，故E装置作用是防止空气中水蒸气、氧气进入；A装置可以吸收水，但不能不能吸收空气中的氧气，不能保证反应在无氧环境下进，故E装置不能换成A装置；
故答案为：浓硫酸；不能；A装置可以吸收水，但不能不能吸收空气中的氧气，不能保证反应在无氧环境下进，故E装置不能换成A装置；
（4）互溶的溶液采用蒸馏方法分离，四氯化碳和四氯化钛互溶，应该采用蒸馏方法分离，故答案为：蒸馏；
（5）气体可能是CO或CO₂或CO与CO₂的混合气体，利用CO的还原性检验CO，利用二氧化碳和澄清石灰水反应检验二氧化碳，其检验方法为：此气体可能是CO或CO₂或CO与CO₂的混合气体，将气体先通过澄清石灰水，干燥后再通入到灼热的装有CuO的玻璃管中，若不变浑浊则为CO，若浑浊但没有红色固体产生，则为CO₂，若浑浊且有红色固体产生，则为CO与CO₂的混合气体，
故答案为：此气体可能是CO或CO₂或CO与CO₂的混合气体，将气体先通过澄清石灰水，干燥后再通入到灼热的装有CuO的玻璃管中，若不变浑浊则为CO，若浑浊但没有红色固体产生，则为CO₂，若浑浊且有红色固体产生，则为CO与CO₂的混合气体．