Question

16．四氯化鈦是無色液體，沸點為136℃．它極易水解，遇空氣中水蒸氣即產(chǎn)生“白煙”（TiCl₄+H₂O═TiOCl₂+2HCl↑），在650℃～850℃下，將氯氣通過二氧化鈦和炭粉的混合物可得到四氯化鈦和一種有毒氣體．下圖是實驗室制備TiCl₄的反應裝置，其主要操作步驟如下：
①連接好整套裝置，在通Cl₂前先通入CO₂氣體并持續(xù)一段時間；
②當錐形瓶中TiCl₄的量不再增加時，停止加熱，從側管中改通CO₂氣體直到電爐中的瓷管冷卻為止；
③將TiO₂、炭粉混合均勻后，裝入管式電爐中；
④將電爐升溫到800℃，一段時間后改通Cl₂，同時在冷凝管中通冷凝水．

試回答下列問題：
（1）正確的操作順序為（填序號）③①④②．
（2）裝置A中的反應的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（3）C裝置中的反應方程式為：TiO₂+2Cl₂+2C $\frac{\underline{\;650℃～850℃\;}}{\;}$TiCl₄+2CO．
（4）操作①的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，避免TiCl₄遇空氣中水蒸氣發(fā)生水解．
（5）裝置D中冷凝管進水口的位置是（填a或b）b，裝置E的作用是吸收多余的Cl₂及揮發(fā)的HCl，以免污染空氣．

Answer 1

分析 （1）實驗時，先裝入藥品，然后通入二氧化碳，將容器中的水蒸氣、氧氣等排除，加熱反應，反應完畢后，繼續(xù)通入二氧化碳，將裝置內(nèi)的氯氣、CO等排出；
（2）裝置A中用于制備氯氣，反應加熱，應為二氧化錳和濃鹽酸的反應；
（3）由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下制得TiCl₄和一種有毒氣體，根據(jù)化學反應中元素種類不變的規(guī)律可知：該有毒氣體含有碳、氧兩種元素，由碳、氧兩種元素組成的有毒氣體只有一氧化碳；因此TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下反應生成TiCl₄和一氧化碳；
（4）四氯化鈦極易水解，能與裝置中的空氣里的水蒸氣反應；
（5）根據(jù)采用逆流冷卻的效果好判斷進水口，反應中有未反應的氯氣及揮發(fā)出來的氯化氫，會污染空氣，所以要用氫氧化鈉溶液進行尾氣吸收．

解答 解：（1）實驗時，先裝入藥品，然后通入二氧化碳，將容器中的水蒸氣、氧氣等排除，加熱反應，反應完畢后，繼續(xù)通入二氧化碳，將裝置內(nèi)的氯氣、CO等排出，操作順序為③①④②，
故答案為：③①④②；
（2）裝置A中用于制備氯氣，反應加熱，應為二氧化錳和濃鹽酸的反應，反應的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2 Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2 Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下制得TiCl₄和一種有毒氣體，根據(jù)化學反應中元素種類不變的規(guī)律可知：該有毒氣體含有碳、氧兩種元素，由碳、氧兩種元素組成的有毒氣體只有一氧化碳；因此TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下反應生成TiCl₄和一氧化碳，該反應的化學方程式為：TiO₂+2Cl₂+2C $\frac{\underline{\;650℃～850℃\;}}{\;}$TiCl₄+2CO，
故答案為：TiO₂+2Cl₂+2C $\frac{\underline{\;650℃～850℃\;}}{\;}$TiCl₄+2CO；
（4）四氯化鈦極易水解，能與裝置中的空氣里的水蒸氣反應，所以在通Cl₂前先通入CO₂氣體并持續(xù)一段時間，排盡裝置中的空氣，避免TiCl₄ 遇空氣中水蒸氣發(fā)生水解，
故答案為：排盡裝置內(nèi)的空氣，避免TiCl₄ 遇空氣中水蒸氣發(fā)生水解；
（5）根據(jù)采用逆流冷卻的效果好可知，進水口應為b，反應中有未反應的氯氣及揮發(fā)出來的氯化氫，會污染空氣，所以要用氫氧化鈉溶液進行尾氣吸收，所以E的作用是吸收多余的Cl₂及揮發(fā)的HCl，以免污染空氣，
故答案為：b；吸收多余的Cl₂及揮發(fā)的HCl，以免污染空氣．

點評 本題考查物質(zhì)的制備和性質(zhì)探究，為高頻考點，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，要根據(jù)實驗原理提出假設，再結合物質(zhì)的性質(zhì)加以驗證，側重于考查學生的實驗探究能力和對知識的應用能力，題目難度中等．