Question

1．某化學(xué)興趣小組同學(xué)以8.0g TiO₂和15.4g CCl₄為原料在實(shí)驗(yàn)室制取TiCl₄．
①反應(yīng)原理：TiO₂（s）+CCl₄（g） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）
②反應(yīng)條件：無水無氧且加熱
③實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

④有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下表：

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

請(qǐng)回答下列問題
（1）儀器A的名稱是球形干燥管，其中裝的試劑不可能是a（填序號(hào)）
a．無水硫酸銅       b．堿石灰     c．氯化鈣      d．燒堿
（2）實(shí)驗(yàn)整個(gè)過程中通入N₂的目的是排除裝置中的空氣，保證反應(yīng)在無水無氧環(huán)境下進(jìn)行
（3）裝置E中的試劑是濃硫酸（寫名稱），其作用是防止空氣中水蒸氣、氧氣進(jìn)入．E裝置不能（填“能”或“不能”）被A裝置代替，原因是A裝置不能吸收空氣中的氧氣，不能保證反應(yīng)在無氧環(huán)境下進(jìn)．
（4）實(shí)驗(yàn)開始前的操作包括有：組裝儀器、檢查裝置的氣密性、加裝藥品、通一會(huì)兒氮?dú)�、最后點(diǎn)燃酒精燈．
（5）制備結(jié)束后的操作有：①停止通N₂ ②熄滅酒精燈 ③冷卻至室溫．正確的操作順序?yàn)閏（填序號(hào)）a．①②③b．③②①c．②③①d．②①③
（6）欲分離D裝置中的TiCl₄，所采用的實(shí)驗(yàn)操作為蒸餾（填操作名稱），該實(shí)驗(yàn)不可能用到的儀器有d（填序號(hào)）a．蒸餾燒瓶     b．接收器      c．直形冷凝管      d．球形冷凝管
溫度應(yīng)控制在76℃，溫度計(jì)的水銀球應(yīng)插在蒸餾燒瓶的支管口附近，最后得到TiCl₄ 9.5g．
（7）本實(shí)驗(yàn)所得到的TiCl₄的產(chǎn)率是b（填序號(hào)）
a．40%          b．50%         c．60%           d．70%

Answer 1

分析 （1）儀器A為球形干燥管；無水硫酸銅吸水效率太低，一般不用作干燥劑；
（2）實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)條件為：無水無氧且加熱，應(yīng)保證實(shí)驗(yàn)在無水無氧環(huán)境下進(jìn)行；
（3）由于TiCl₄遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧，發(fā)生水解反應(yīng)，且反應(yīng)在無氧條件下進(jìn)行，故E裝置作用是防止空氣中水蒸氣、氧氣進(jìn)入；A裝置不能吸收空氣中的氧氣；
（4）反應(yīng)得到氣體TiCl₄與二氧化碳，裝置氣密性要好，在加裝藥品之前應(yīng)檢驗(yàn)裝置的氣密性，之后要先通一會(huì)兒氮?dú)�，排除裝置中的空氣，再點(diǎn)燃酒精燈；
（5）制備結(jié)束后為防止熱的TiCl₄與空氣中的成分發(fā)生變化，所以要繼續(xù)通氮?dú)庵晾鋮s；
（6）D中的液態(tài)混合物為TiCl₄與未反應(yīng)的CCl₄，二者互溶，分離互溶的液體采取蒸餾方法，CCl₄的沸點(diǎn)為76℃，據(jù)此判斷蒸餾需要的儀器和操作要點(diǎn)及控制的溫度；
（7）根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算得TiCl₄的理論產(chǎn)量，產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%，據(jù)此答題；

解答 解：（1）儀器A為球形干燥管；堿石灰、氧化鈣、燒堿具有很強(qiáng)的吸水性，可以用于干燥氮?dú)�，而無水硫酸銅吸水效率太低，一般不用作干燥劑，
故答案為：球形干燥管；a；
（2）實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)條件為：無水無氧且加熱，應(yīng)保證實(shí)驗(yàn)在無水無氧環(huán)境下進(jìn)行，而裝置中有空氣，通入氮?dú)獾哪康氖牵号懦�裝置中的空氣，保證反應(yīng)在無水無氧環(huán)境下進(jìn)行，
故答案為：排除裝置中的空氣，保證反應(yīng)在無水無氧環(huán)境下進(jìn)行；
（3）由于TiCl₄遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧，發(fā)生水解反應(yīng)，且反應(yīng)在無氧條件下進(jìn)行，故E裝置作用是防止空氣中水蒸氣、氧氣進(jìn)入，E中盛放的試劑為濃硫酸；A裝置可以吸收水，但不能不能吸收空氣中的氧氣，不能保證反應(yīng)在無氧環(huán)境下進(jìn)，故E裝置不能換成A裝置，
故答案為：濃硫酸；防止空氣中水蒸氣、氧氣進(jìn)入；不能；A裝置不能吸收空氣中的氧氣，不能保證反應(yīng)在無氧環(huán)境下進(jìn)；
（4）反應(yīng)得到氣體TiCl₄與二氧化碳，裝置氣密性要好，在加裝藥品之前應(yīng)檢驗(yàn)裝置的氣密性，之后要先通一會(huì)兒氮?dú)�，排除裝置中的空氣，再點(diǎn)燃酒精燈，
故答案為：檢查裝置的氣密性；通一會(huì)兒氮?dú)猓?br />（5）制備結(jié)束后為防止熱的TiCl₄與空氣中的成分發(fā)生變化，所以要繼續(xù)通氮?dú)庵晾鋮s，故操作順序?yàn)�，熄滅酒精燈、冷卻至室溫、停止通N₂，
 故選c；
（6）D中的液態(tài)混合物為TiCl₄與未反應(yīng)的CCl₄，二者互溶，分離互溶的液體采取蒸餾方法，CCl₄的沸點(diǎn)為76℃，所以蒸餾時(shí)溫度控制在76℃，不需要用球形冷凝管，用直形冷凝管即可，故選d，蒸餾時(shí)溫度計(jì)的水銀球應(yīng)插在蒸餾燒瓶的支管口附近，
故答案為：蒸餾；d；76℃；蒸餾燒瓶的支管口附近；
（7）設(shè)TiCl₄的理論產(chǎn)量為x，根據(jù)反應(yīng)方程式TiO₂（s）+CCl₄（g） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g），
                                     48+32                    48+142
                                     8.0g                      x
x=$\frac{8.0×（48+142）}{80}$g=19.0g
所以產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%=$\frac{9.5g}{19g}$×100%=50%，
故答案為：b．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案，明確原理是解題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生裝置的分析評(píng)價(jià)和計(jì)算能力，注意對(duì)題目信息的提取與應(yīng)用，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．