Question

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）TiCl₄（g）+CO₂（g）

②反应条件：无水无氧且加热

③有关物质性质如下表：

请回答下列问题：

（1）B中盛有CCl₄的仪器名称是__________，仪器A装的试剂不可能是（填序号）_____________。

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_____________，③加装药品，④____________，⑤最后点燃酒精灯。第④步的目的是___________________。

（3）装置E中的试剂是_____________；E装置____________（填“能”或“不能”换成A装置，理由是_______________________。

（4）欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是__________________。

（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。____________________。

Answer

（15分）

（1）锥形瓶（1分） b（1分）

（2）检验装置气密性 （1分） 通N2一段时间（1分）排除装置中的空气，保证反应在无水 无氧环境下进行（2分）

（3）浓硫酸（1分）不能（1分）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；（2分）

（4）蒸馏（1分）

（5）此气体可能是CO或CO2或CO与CO2的混合气体（1分），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（1分），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。（1分）

【解析】

试题分析：（1）B中盛有CCl4的仪器名称是锥形瓶，仪器A为球形干燥管；碱石灰、氧化钙、烧碱具有很强的吸水性，可以用于干燥氮气，而无水硫酸铜吸水效率太低，一般不用作干燥剂，答案为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，装置内要保证是无氧干燥环境，因此接着通干燥N2一段时间，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）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，E中盛放的试剂为浓硫酸；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）D中的液态混合物为TiCl4与未反应的CCl4，二者互溶，采取蒸馏方法进行分离；

（5）TiO2和焦炭、氯气在加热下反应制得TiCl4，同时有气体生成，此气体应含有C和O元素，故可能是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。

考点：考查实验制备方案，明确原理是解题关键，侧重考查学生装置的分析评价，注意对题目信息的提取与应用，是对学生综合能力的考查。