Question

【题目】四氯化钛是无色液体，沸点为136℃，极易水解。在800℃下，将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可制得四氯化钛，同时产生一种有毒气体。装置如下图。

（1）实验步骤：

先将适量TiO2、炭粉混合均匀，制成多孔状TiO2团粒。然后进行如下操作，正确的顺序为____________________（填序号）。

①通入CO2气体并开始加热；

②观察反应已基本完成，停止加热，改通CO2气体直至冷却至室温；

③将TiO2团粒放入瓷管中适当位置，并连接好整套装置；

④当管式炉升温到800℃后改通Cl2，同时在冷凝管中通冷凝水；

⑤取下锥形瓶，立即用塞子塞紧。

实验中不直接使用二氧化钛和炭粉，而是先制成多孔状TiO2团粒的原因是_________。

（2）冷凝管冷凝水的入口为________（填标号）。

（3）装置B所装的药品为_____________，作用为________________；实验中两次通入CO2，其中第二次通入CO2的作用是______________；可用_______气体代替CO2（任填一种）。

（4）以上步骤②，观察到（填现象）________________时，可确定反应已基本完成。

（5）制备反应的主要化学方程式为_________________________________________。

（6）该装置存在明显的缺陷，提出改进措施__________________________________。

Answer 1

【答案】 ③①④②⑤ 增大反应物接触面 a 无水硫酸铜 检验装置中的水蒸气是否除尽 将生成的TiCl4气体完全排入冷凝管；防止冷却时，烧碱溶液或水蒸气倒吸入锥形瓶中 N2 冷凝管末端没有TiCl4液滴继续滴下 TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO 在装置末端ｃ出口处，放一盏点燃的酒精灯

【解析】分析：本题是一道物质制备的实验题，解题时，应该先分析题目中给出的要制备的物质的基本性质，再根据装置图，分出每个装置的作用，进行解答即可。

详解：（1）实验中应该先连接装置加入药品，通入二氧化碳排除装置的空气，再通入氯气进行反应，然后在二氧化碳气体中冷却，最后塞紧塞子，防止水解。所以顺序为：③①④②⑤。先将适量TiO2、炭粉混合均匀，制成多孔状TiO2团粒，这样可以增大反应物的接触面积，加快反应速率。

（2）冷凝水应该下口入上口出，所以入口为a。

（3）装置B中应该加入无水硫酸铜以验证水蒸气都被除去；实验结束后，持续通入二氧化碳的目的是为了使生成物在二氧化碳气流中冷却，同时也将可能在装置中残留的TiCl4排入D中，也能防止氢氧化钠溶液或水蒸气倒吸至D中。实验中可以使用任意的惰性气体代替二氧化碳，例如：氮气或稀有气体。

（4）以上步骤②，当反应结束的时候，没有TiCl4生成了，所以D中冷凝管下端就不会再有液滴滴下。

（5）制备反应是二氧化钛、碳粉、氯气反应得到TiCl4和有毒气体（CO），所以反应为：TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO。

（6）该装置存在明显的缺陷是生成的CO没有进行尾气处理，所以改进措施为：在装置末端ｃ出口处，放一盏点燃的酒精灯，将CO燃烧为二氧化碳。