Question

（Ⅰ） 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．下图是某科研小组制备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装置中的反应的化学方程式为

 

．
（Ⅱ）若该科研小组将刚吸收过少量SO₂的NaOH溶液注入装置E对上述实验的尾气进行吸收处理，则吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl^-、CO₃^2-、OH^-和SO

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．请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑盐类的水解）．
（1）提出合理假设：
假设1：只存在SO₃^2-；
假设2：既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-；
假设3：

 

．
（2）设计实验方案，进行实验．请写出实验步骤以及预期现象和结论．限选实验试剂：
a．3mo l?L^-1H₂SO₄        b．0.01mol?L^-1KMnO₄        c．1mol?L^-1BaCl₂
d．淀粉-KI溶液         e．酚酞试剂                  f．品红溶液

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3mol?L-1 H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中．
步骤2：向A试管中滴加1～2滴   （填序号）．	若溶液   ，则假设1成立． 否则，则假设2或3成立．
步骤3：向B试管中滴加1～2滴   （填序号）．	若溶液   ，则假设3成立． 否则，结合步骤2，则假设2成立．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,氯、溴、碘及其化合物的综合应用,含硫物质的性质及综合应用

专题：卤族元素,氧族元素

分析：Ⅰ、（1）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；
（2）装置A中用于制备氯气，反应加热，应为二氧化锰和浓盐酸的反应；
（3）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，根据质量守恒，应生成CO；
Ⅱ、（1）根据反应原理：Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O，可假设1：只存在SO₃^2-；假设2：既不存在SO₃^2-，也不存在ClO^-；假设3只存在ClO^-；
（2）根据所限制实验试剂和SO₃^2-、ClO^-的性质，先加入硫酸至酸性，若存在SO₃^2-、ClO^-，分别生成了H₂SO₃和HClO；H₂SO₃具有还原性，选择具有强氧化性的高锰酸钾溶液，证明SO₃^2-的存在；因为HClO具有强氧化性，选择淀粉-KI溶液，证明有ClO^-的存在．

解答： 解：Ⅰ、（1）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③①④②，故答案为：③①④②；
（2）装置A中用于制备氯气，反应加热，应为二氧化锰和浓盐酸的反应，反应的离子方程式为4H⁺+2Cl^-+MnO₂

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：4H⁺+2Cl^-+MnO₂

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）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，根据质量守恒，应生成CO，反应的化学方程式为TiO₂+2Cl₂+2C

650℃-850℃  .

TiCl₄+2CO，
故答案为：TiO₂+2Cl₂+2C

650℃-850℃  .

TiCl₄+2CO；
Ⅱ、（1）根据反应原理：Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O，可提出以下假设：
假设1、只存在SO₃^2-，
假设2、既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-，
假设3、只存在ClO^-；
故答案为：只存在ClO^-；
（2）因为吸收液呈碱性，先取少量吸收液于试管中，滴加3moL-L^-1 H₂SO₄至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中先加入硫酸的试管，若存在SO₃^2-、ClO^-，分别生成了H₂SO₃和HClO；
在A试管中滴加0.01mol?L^-1KMnO₄溶液，若紫红色褪去，证明有SO₃^2-，否则无．
在B试管中滴加淀粉-KI溶液，若溶液变蓝色，证明有ClO^-，否则无；
故答案为：

实验步骤	预期现象和结论
b	褪色
d	变蓝色

点评：本题考查物质的制备和性质探究，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，要根据实验原理提出假设，再结合物质的性质加以验证，侧重于考查学生的实验探究能力和对知识的应用能力，题目难度中等．