Question

钛合金烤瓷牙是目前国内使用最为普遍的一种烤瓷牙，TiCl₄是生产金属钛的原料。

（1）工业上主要用TiO₂氯化的方法来制取TiCl₄

① 有人拟用以下氯化反应来制取TiCl₄：TiO₂(s)+2Cl₂(g)TiCl₄(l)+O₂(g) ，写出实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制取Cl₂的离子方程式                      。

② 工业上通常往TiO₂和Cl₂反应体系中加入碳单质，在一定条件下制取TiCl₄，从化学平衡的角度解释此方法能顺利制取TiCl₄的原因                       。

（2）某化学实验小组以TiO₂和足量 CCl₄为原料制取TiCl₄，装置图如下：

下表是有关物质的性质：

物质	熔点/℃	沸点/℃	其他
CCl4	﹣23	76.8	与TiCl4互溶
TiCl4	﹣25	136	遇潮湿空气产生白雾

① 实验开始时先点燃A处的酒精灯，待C中烧瓶里有液滴出现时再点燃B处的酒精灯，其主要目的是                       。

② 本实验中仪器a采用题给的加热方式的突出优点是                        。

③ B中CCl₄与TiO₂发生反应的化学方程式是                          。

④ 欲分离C装置中的TiCl₄，应采用的实验操作为          （填操作名称）。

⑤ 若将反应过程中生成的气体X(足量)缓缓通入Ba( OH)₂和NaOH的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和 通入气体X的体积(V)的关系如图所示，若混合溶液中Ba( OH)₂和2NaOH的物质的量之比为1:1，则b点溶液中溶质主要成分的化学式为             ， 从b点到c点，沉淀减少过程中发生反应的离子方程式为              。

Answer

（1）①MnO2+4H＋+2Cl－Mn2＋+Cl2↑+2H2O；②加入的碳单质与氧气反应，减小了产物O2的浓度，使反应TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(l)+O2(g)平衡向正反应方向移动，促进反应能够顺利进行。

（2）①先排尽系统（装置）中的空气；②受热均匀，能为反应提供稳定的CCl4蒸汽流；

③TiO2＋CCl4TiCl4＋CO2；④蒸馏；⑤NaHCO3；BaCO3+H2O+CO2=Ba2＋+2HCO3-

【解析】

试题分析：（1）①实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成二氯化锰、氯气和水，离子方程式为MnO2 +4H＋+2Cl－Mn2＋+Cl2 ↑+2H2O；② 工业上通常往TiO2和Cl2反应体系中加入碳单质，在一定条件下制取TiCl4，此方法能顺利制取TiCl4的原因加入的碳单质与氧气反应，减小了产物O2的浓度，使反应 TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(l)+O2(g)平衡向正反应方向移动，促进反应能够顺利进行。

（2）① 根据题给信息知TiCl4遇潮湿空气产生白雾，故实验开始时先点燃A处的酒精灯，待C中烧瓶里有液滴出现时再点燃B处的酒精灯，其主要目的是先排尽系统（装置）中的空气。② 本实验中仪器a采用题给的加热方式为水浴加热，突出优点是受热均匀，能为反应提供稳定的CCl4蒸汽流。③ B中CCl4与TiO2发生反应生成TiCl4和二氧化碳，化学方程式是TiO2＋CCl4TiCl4＋CO2。④ C装置中为四氯化碳和四氯化钛的混合物，二者沸点不同，故欲分离C装置中的TiCl4，应采用的实验操作为蒸馏。⑤将反应过程中生成的气体二氧化碳缓缓通入Ba( OH)2和NaOH的混合稀溶液中，发生的反应依次为：Oa段：CO2+Ba(OH)2BaCO3↓+H2O；ab段：CO2+2NaOHNa2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3；bc段：CO2+BaCO3+H2O2Ba(HCO3)2。b点溶液中溶质主要成分的化学式为NaHCO3，从b点到c点，沉淀减少过程中发生反应的离子方程式为BaCO3 + H2O+CO2 = Ba2＋ +2HCO3-。

考点：考查化学实验方案的分析、评价，离子方程式的书写等