Question

8．四氯化钛是无色液体，沸点为136℃．它极易水解，遇空气中水蒸气即产生“白烟”（TiCl₄+H₂O=TiOCl₂+2HCl↑）．在650℃～850℃下，将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和一种有毒气体．如图是实验室制备TiCl₄的部分装置．

请回答：
（1）A装置中反应的化学方程式是：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）B装置中试剂为浓硫酸，其作用是干燥氯气．
（3）C装置中的反应方程式为：TiO₂+2Cl₂+2C$\frac{\underline{\;650-850℃\;}}{\;}$TiCl₄+2CO．
（4）D装置中冷凝水的方向为a进b出，该装置的作用为冷凝回流四氯化钛．
（5）请指出此装置的缺陷和不妥之处：

编号	装置缺陷和不妥之处
①
②
③

Answer 1

分析 装置A是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气的发生在，通过装置B中的浓硫酸干燥氯气，干燥的氯气通过装置C和碳、二氧化钛加热反应生成四氯化钛蒸气，进入装置D冷却，剩余的氯气最后用氢氧化钠溶液吸收，防止污染空气，
（1）装置中反应是二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气的反应；
（2）根据制备的氯气中含有杂质水蒸气；
（3）由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高温条件下制得TiCl₄和一种有毒气体，根据化学反应中元素种类不变的规律可知：该有毒气体含有碳、氧两种元素，由碳、氧两种元素组成的有毒气体只有一氧化碳；因此TiO₂、C、Cl₂混合物在高温条件下反应生成TiCl₄和一氧化碳；
（4）根据冷凝管内的水流方向由下向上，因为这样可以提高冷凝效果；四氯化钛沸点低，易挥发，所以要用冷凝管冷凝回收；
（5）①根据TiCl₄ 遇空气中水蒸气发生水解；
②根据TiCl₄ 水解产生的氯化氢极易溶于水；
③根据氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物得到的CO气体有毒．

解答 解：（1）装置中反应是二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气的反应，反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）因制备的氯气中含有杂质水蒸气，可用浓硫酸来除去，
故答案为：浓硫酸；干燥氯气；
（3）由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高温条件下制得TiCl₄和一种有毒气体，根据化学反应中元素种类不变的规律可知：该有毒气体含有碳、氧两种元素，由碳、氧两种元素组成的有毒气体只有一氧化碳；因此TiO₂、C、Cl₂混合物在高温条件下反应生成TiCl₄和一氧化碳；
该反应的化学方程式为：TiO₂+2Cl₂+2C $\frac{\underline{\;650-850℃\;}}{\;}$ TiCl₄+2CO，
故答案为：TiO₂+2Cl₂+2C$\frac{\underline{\;650-850℃\;}}{\;}$  TiCl₄+2CO；
（4）因根据冷凝管内的水流方向由下向上，即a进b出，因为这样可以提高冷凝效果；四氯化钛是无色液体，沸点为136℃较低，受热易挥发，所以冷凝管冷凝回收，故答案为：a；b；冷凝回流四氯化钛；
（5）①、因TiCl₄ 遇空气中水蒸气发生水解，缺少阻止水蒸气进入D的装置，所以TiCl₄ 遇空气中水蒸气发生水解，缺少阻止水蒸气进入D的装置；
②、因TiCl₄ 水解产生的氯化氢极易溶于水，需要加上防倒吸的装置，所以TiCl₄ 水解产生的氯化氢极易溶于水，需要加上防倒吸的装置；
③、因氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物得到的CO气体有毒，缺少CO的处理装置，所以由于CO气体有毒，缺少CO的处理装置．
故答案为：

编号	装置缺陷和不妥之处
①	不能阻止E装置的水汽进入D装置，而引起四氯化钛水解
②	由于氯化氢和氯气易溶于氢氧化钠溶液，E装置会产生倒吸现象
③	不能防止CO的逸出

点评 本题是结合物质制备考查了基本实验操作，是一道综合性较强的实验题，考查考生分析实验装置并评价实验方案的能力，题目难度中等．