Question

【題目】四氯化鈦是無色液體，沸點為136℃，極易水解。在800℃下，將氯氣通過二氧化鈦和炭粉的混合物可制得四氯化鈦，同時產(chǎn)生一種有毒氣體。裝置如下圖。

（1）實驗步驟：

先將適量TiO2、炭粉混合均勻，制成多孔狀TiO2團粒。然后進行如下操作，正確的順序為____________________（填序號）。

①通入CO2氣體并開始加熱；

②觀察反應已基本完成，停止加熱，改通CO2氣體直至冷卻至室溫；

③將TiO2團粒放入瓷管中適當位置，并連接好整套裝置；

④當管式爐升溫到800℃后改通Cl2，同時在冷凝管中通冷凝水；

⑤取下錐形瓶，立即用塞子塞緊。

實驗中不直接使用二氧化鈦和炭粉，而是先制成多孔狀TiO2團粒的原因是_________。

（2）冷凝管冷凝水的入口為________（填標號）。

（3）裝置B所裝的藥品為_____________，作用為________________；實驗中兩次通入CO2，其中第二次通入CO2的作用是______________；可用_______氣體代替CO2（任填一種）。

（4）以上步驟②，觀察到（填現(xiàn)象）________________時，可確定反應已基本完成。

（5）制備反應的主要化學方程式為_________________________________________。

（6）該裝置存在明顯的缺陷，提出改進措施__________________________________。

Answer 1

【答案】 ③①④②⑤ 增大反應物接觸面 a 無水硫酸銅 檢驗裝置中的水蒸氣是否除盡 將生成的TiCl4氣體完全排入冷凝管；防止冷卻時，燒堿溶液或水蒸氣倒吸入錐形瓶中 N2 冷凝管末端沒有TiCl4液滴繼續(xù)滴下 TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO 在裝置末端ｃ出口處，放一盞點燃的酒精燈

【解析】分析：本題是一道物質制備的實驗題，解題時，應該先分析題目中給出的要制備的物質的基本性質，再根據(jù)裝置圖，分出每個裝置的作用，進行解答即可。

詳解：（1）實驗中應該先連接裝置加入藥品，通入二氧化碳排除裝置的空氣，再通入氯氣進行反應，然后在二氧化碳氣體中冷卻，最后塞緊塞子，防止水解。所以順序為：③①④②⑤。先將適量TiO2、炭粉混合均勻，制成多孔狀TiO2團粒，這樣可以增大反應物的接觸面積，加快反應速率。

（2）冷凝水應該下口入上口出，所以入口為a。

（3）裝置B中應該加入無水硫酸銅以驗證水蒸氣都被除去；實驗結束后，持續(xù)通入二氧化碳的目的是為了使生成物在二氧化碳氣流中冷卻，同時也將可能在裝置中殘留的TiCl4排入D中，也能防止氫氧化鈉溶液或水蒸氣倒吸至D中。實驗中可以使用任意的惰性氣體代替二氧化碳，例如：氮氣或稀有氣體。

（4）以上步驟②，當反應結束的時候，沒有TiCl4生成了，所以D中冷凝管下端就不會再有液滴滴下。

（5）制備反應是二氧化鈦、碳粉、氯氣反應得到TiCl4和有毒氣體（CO），所以反應為：TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO。

（6）該裝置存在明顯的缺陷是生成的CO沒有進行尾氣處理，所以改進措施為：在裝置末端ｃ出口處，放一盞點燃的酒精燈，將CO燃燒為二氧化碳。