Question

TiCl₄ 是制备Ti的重要中间产物，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：

请回答下列问题：（1）仪器A的名称是_______。装置①中气体X和仪器A 中药品的组合为_____。

a.CO₂、碱石灰    b.N₂、碱石灰    c.N₂、浓硫酸    d.O₂、碱石灰   

（2）装置②中热水的作用是____；装置⑤中浓硫酸的作用是___________。

（3）TiCl₄ 遇潮反应的化学方程式为_______。

（4）装置④烧瓶中的物质为TiCl₄ 和____，分离出TiCl₄的方法是____（填操作名称）。

（5）TiCl₄还可由TiO₂、焦炭和氯气在加热条件下制得，同时生成CO和CO₂混合气体，请设计实验验证产物中CO气体：___。

Answer

球形干燥(或干燥管) b 加热使四氯化碳挥发在装置③中与TiO2反应 防止空气中的水蒸气和氧气进入装置④中 TiCl4 +2H2O= TiO2↓+4 HCl CCl4 蒸馏 首先用氢氧化钠溶液吸收Cl2和CO2，干燥后，再通过灼热的氧化铜，观察氧化铜由黑色变为红色即可证明

【解析】

根据有关物质的性质，通入气体X，将装置中空气排出，防止TiCl4被氧化，A为干燥管，装有干燥剂，干燥X气体，防止生成的TiCl4遇潮湿的气体产生白雾；四氯化碳易挥发，②装置加热使四氯化碳挥发，③装置在加热条件下TiO2与CCl4反应制备TiCl4，CCl4、TiCl4为互相混溶的液体混合物，根据沸点的差异，应该采用蒸馏法分离TiCl4，装置⑤的作用是防止空气中的水蒸气和氧气进入装置④中，据此分析作答。

（1）仪器A的名称为球形干燥(或干燥管)；

通入的气体的作用排除装置中的空气，球形干燥管中应该盛放固体干燥剂，防止生成的TiCl4遇潮湿的气体产生白雾；

a．碱石灰能与二氧化碳反应，a不符合；

b．N2性质比较比较稳定，并且与碱石灰不反应，b符合；

c．球形干燥管中不能盛放浓硫酸，c不符合；

d．O2能把TiCl4氧化，d不符合；

答案选b。

（2）四氯化碳易挥发，热水的作用是加热使四氯化碳挥发在装置③中与TiO2反应；装置⑤中浓硫酸的作用是防止空气中的水蒸气和氧气进入装置④中；

（3）TiCl4遇与发生水解生成TiO2，故TiCl4遇潮反应的化学方程式为：TiCl4 +2H2O= TiO2↓+4 HCl；

（4）装置③中反应生成的TiCl4与未反应CCl4的进入装置④中，并且都是以液体形式存在，两者互溶，因为两者沸点不同，因此采取蒸馏的方法分离这两种物质；

（5）TiCl4还可由TiO2、焦炭和氯气在加热条件下制得，同时生成CO和CO2混合气体，由于Cl2在反应中不可能反应完，所以混合气体除含有CO和CO2，还含有Cl2，若要验证CO，首先用氢氧化钠溶液吸收Cl2和CO2，干燥后，再通过灼热的氧化铜，观察氧化铜由黑色变为红色即可证明。