Question

3．鈦元素的外圍電子排布為3d²4s²． 實驗室利用反應TiO₂（s）+CCl₄（g）$\stackrel{△}{→}$ TiCl₄（g）+CO₂（g）制取TiCl₄，裝置如下：

有關物質(zhì)的性質(zhì)如下表．

物質(zhì)	熔點/℃	沸點/℃	其它
CCl4	-23	76	與TiCl4互溶
TiCl4	-25	136	遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧

（1）裝置E中的試劑是濃硫酸．反應結束前進行如下操作：
①停止通氮氣  ②熄滅酒精燈  ③冷卻至室溫
正確的順序為②③①（填序號）．
（2）欲分離D中的液態(tài)混合物，所采用操作的名稱是蒸餾．
（3）TiCl₄ 遇到濕空氣發(fā)生強烈水解，其中一種物質(zhì)是TiO（OH）₂，試寫出該水解反應的化學方程式TiCl₄+3H₂O=TiO（OH）₂+4HCl．
（4）有同學認為該反應還會生成CO，所以要增加尾氣吸收裝置，試分析該觀點的合理性不合理；因為不會發(fā)生氧化還原反應
（5）也可以用反應TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂（g） $\stackrel{△}{→}$TiCl₄（g）+2CO（g） 制取TiCl₄，在上述實驗裝置中將通氮氣改為通氯氣，撤去裝置B，請簡述對該裝置的其它改變處石英管內(nèi)改為盛TiO₂和C；將E改為盛堿石灰的干燥管；增加CO的吸收裝置（答橡膠袋、盛醋酸亞銅氨的洗氣瓶等均可）．

Answer 1

分析 儀器A是干燥管，因為TiCl₄遇到水蒸氣會水解，所以E中可以用濃硫酸來隔離空氣；
氮氣將四氯化碳蒸氣吹入C裝置，使四氯化碳和二氧化鈦反應，B裝置目的是將四氯化碳液體轉(zhuǎn)化為氣體，C中發(fā)生反應TiO₂（s）+CCl₄（g）$\stackrel{△}{→}$ TiCl₄（g）+CO₂（g），D中降低溫度目的是得到液態(tài)TiCl₄；
終止實驗時為防止倒吸，應先熄滅酒精燈，冷卻到室溫后再停止通入N₂，
（1）裝置E目的是吸收空氣中水蒸氣，防止生成的四氯化鈦水解；
終止實驗時為防止倒吸，應先熄滅酒精燈，冷卻到室溫后再停止通入N₂；
（2）分離互溶的液體應該采用蒸餾方法；
（3）TiCl₄ 遇到濕空氣發(fā)生強烈水解，其中一種物質(zhì)是TiO（OH）₂，同時生成HCl，據(jù)此書寫水解方程式；
（4）有同學認為該反應還會生成CO，所以要增加尾氣吸收裝置，C中不能發(fā)生氧化還原反應；
（5）在上述實驗裝置中將通氮氣改為通氯氣，撤去裝置B，石英管內(nèi)二氧化鈦要改為二氧化鈦和C的混合物，因為氯氣、CO有毒，需要有尾氣處理裝置和生成CO的吸收裝置．

解答 解：儀器A是干燥管，因為TiCl₄遇到水蒸氣會水解，所以E中可以用濃硫酸來隔離空氣；
氮氣將四氯化碳蒸氣吹入C裝置，使四氯化碳和二氧化鈦反應，B裝置目的是將四氯化碳液體轉(zhuǎn)化為氣體，C中發(fā)生反應TiO₂（s）+CCl₄（g）$\stackrel{△}{→}$ TiCl₄（g）+CO₂（g），D中降低溫度目的是得到液態(tài)TiCl₄；
終止實驗時為防止倒吸，應先熄滅酒精燈，冷卻到室溫后再停止通入N₂，
（1）裝置E目的是吸收空氣中水蒸氣，防止生成的四氯化鈦水解，所以E中干燥劑是濃硫酸；
終止實驗時為防止倒吸，應先熄滅酒精燈，冷卻到室溫后再停止通入N₂，所以其排列順序是 ②③①，
故答案為：濃硫酸； ②③①；
（2）分離互溶的液體應該采用蒸餾方法，D中物質(zhì)互溶且都是液態(tài)，應該采用蒸餾方法分離，故答案為：蒸餾；
（3）TiCl₄ 遇到濕空氣發(fā)生強烈水解，其中一種物質(zhì)是TiO（OH）₂，同時生成HCl，據(jù)此書寫水解方程式為TiCl₄+3H₂O=TiO（OH）₂+4HCl，故答案為：TiCl₄+3H₂O=TiO（OH）₂+4HCl；
（4）有同學認為該反應還會生成CO，所以要增加尾氣吸收裝置，C中不能發(fā)生氧化還原反應，所以不能生成CO，則不合理，故答案為：不合理；因為不會發(fā)生氧化還原反應；
（5）在上述實驗裝置中將通氮氣改為通氯氣，撤去裝置B，石英管內(nèi)二氧化鈦要改為二氧化鈦和C的混合物，因為氯氣、CO有毒，需要有尾氣處理裝置和生成CO的吸收裝置，即將E改為盛堿石灰的干燥管、增加CO的吸收裝置（答橡膠袋、盛醋酸亞銅氨的洗氣瓶等均可），
故答案為：石英管內(nèi)改為盛TiO₂和C；將E改為盛堿石灰的干燥管；增加CO的吸收裝置（答橡膠袋、盛醋酸亞銅氨的洗氣瓶等均可）．

點評 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點，側(cè)重考查學生實驗操作、物質(zhì)分離和提純、鹽類水解等知識點，明確實驗原理及實驗基本操作方法、物質(zhì)分離和提純方法與物質(zhì)性質(zhì)關系是解本題關鍵，知道各個裝置作用，題目難度不大．