Question

13．四氯化钛（TiCl₄）是制取航天工业材料--钛合金的重要原料．实验室以TiO₂和CCl₄为原料制取液态TiCl₄的装置如图所示（部分夹持装置省略）．

已知：有关物质的性质如表：

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，在550℃时能被氧气氧化

请回答下列问题：
（1）仪器A的名称是球形干燥管，仪器A中盛装的试剂是碱石灰或生石灰、氢氧化钠，氯化钙等．
（2）CCl₄的电子式为．
（3）装置C处硬质玻管中反应的化学方程式为TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）．
（4）TiCl₄遇潮湿空气会产生TiO₂，反应的化学方程式为TiCl₄+2H₂O=TiO₂+4HCl．
（5）仪器N中收集到的物质主要有CCl₄、TiCl₄（写化学式），从产物中分离出TiCl4的实验方法是蒸馏．
（6）TiCl₄还可由TiO₂、焦炭和氯气在加热条件下制得，生成体积比为2：1的CO和CO₂混合气体，该感应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：3．请设计实验方案验证产物气体中有CO：将产物气体依序通入足量的NaOH溶液→干燥剂→灼热的CuO→澄清石灰水，若最终澄清石灰水变浑浊，灼热的CuO固体由黑色变红色，则产物中有CO．

Answer 1

分析 以TiO₂和CCl₄为原料制取液态TiCl₄的装置：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，据此分析解答．

解答 解：（1）由仪器构造可知仪器A为球形干燥管，盛放碱石灰或生石灰、氢氧化钠，氯化钙等，故答案为：球形干燥管；碱石灰或生石灰、氢氧化钠，氯化钙等；
（2）四氯化碳分子碳原子分别与四个氯原子形成共用电子对，电子式为，故答案为：；
（3）C中装置在加热条件下，发生反应TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）；
故答案为：TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）；
（4）由题可知四氯化碳遇潮湿空气产生白雾，说明有氯化氢生成，则反应方程式为：TiCl₄+2H₂O=TiO₂+4HCl；
故答案为：TiCl₄+2H₂O=TiO₂+4HCl；
（5）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；
故答案为：CCl₄、TiCl₄；蒸馏；
（6）TiCl₄还可由TiO₂、焦炭和氯气在加热条件下制得，生成体积比为2：1的CO和CO₂混合气体，反应为：2TiO₂+3C+4Cl₂=2CO+CO₂+2TiCl₄，氯气化合价降低得电子作氧化剂，C化合价升高失电子作还原剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：3；
验证产物气体中有CO，可利用CO的还原性，验证前排除其他气体，方法为：将产物气体依序通入足量的NaOH溶液→干燥剂→灼热的CuO→澄清石灰水，若最终澄清石灰水变浑浊，灼热的CuO固体由黑色变红色，则产物中有CO；
故答案为：4：3；将产物气体依序通入足量的NaOH溶液→干燥剂→灼热的CuO→澄清石灰水，若最终澄清石灰水变浑浊，灼热的CuO固体由黑色变红色，则产物中有CO．

点评 本题考查了物质制备方案设计，主要考查了化学方程式的书写、实验方案评价、氧化还原反应、环境保护等，题目难度中等，侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能量，注意相关基础知识的学习与积累．