Question

（2013?泰安三模）钛（Ti）具有高强度和耐酸腐蚀性，是重要的工业原料．以金红石（主要成分为TiO₂，含少量Fe₂O₃、SiO₂）为原料可制取Ti．工业流程如图1所示：

（1）粗TiC1₄中含有少量FeCl₃、SiCl₄等，它们的部分性质如下：

物质	沸点/℃	在水中	在乙醚中
TiC14	136	强烈水解	易溶
SiCl4	58	强烈水解	易溶
FeCl3	303（升华）	水解	易溶

从粗TiC1₄中精制TiC1₄的方法是

B

（填字母）．A．用水溶解后，重结晶    B．蒸馏    C．用乙醚萃取后，分液
（2）写出用惰性电极电解熔融NaCl时阳极的电极反应式：

2Cl^--2e^-=Cl₂↑

；阴极产物是

钠

．
（3）Ti可溶解在浓HF溶液中，请完成下列离子方程式：

1

Ti+

6

HF═

1

Ti

F

2- 6

+

2

H⁺

+

2

H₂↑
（4）如图2所示是一个制取氯气并以氯气为原料进行反应的装置．
①装置A中发生反应的化学方程式为

MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

．
②在实验室中，某同学欲用如图3所示装置净化氯气，则M、N中应盛放的试剂分别是

饱和食盐水

、

浓硫酸

．（填试剂名称）
③实验开始时，先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让C1₂充满整个装置，再点燃C处酒精灯．Cl₂通过装置M、N再进入装置C，与装置C中的固体粉末发生氧化还原反应生成CO气体．试写出装置C中发生反应的化学方程式：

TiO₂+2Cl₂+2C

△   .

TiCl₄+2CO

．

Answer 1

分析：（1）粗TiCl₄中加热易气化，与固体混合物可用蒸馏的方法分离；
（2）电解氯化钠生成金属钠和氯气，在阴极发生还原反应生成钠；
（3）根据氧化还原反应得失电子数目相等和离子方程式电荷守恒的角度书写反应的离子方程式；
（4）①浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，注意稀盐酸和二氧化锰不反应；
②根据氯化氢和氯气的性质分析选用除杂试剂；浓硫酸常常干燥能和碱反应气体；
③根据氧化还原反应中，元素化合价升高值等于元素化合价降低值，根据电子守恒来配平方程式．

解答：解：（1）粗TiCl₄中加热易气化，与固体混合物可用蒸馏的方法分离，由表中数据可知，TiCl₄在水中强烈水解，易变质，且易溶于乙醚中，不能分离，只能用蒸馏的方法分离，
故答案为：B；
（2）电解氯化钠生成金属钠和氯气，方程式为2NaCl （熔融）

通电  .

2Na+Cl₂↑，钠离子是钠原子失去一个电子得到的，故钠离子得到1个电子变成钠原子；氯离子是氯原子得到一个电子得到的，故氯离子失去1个电子变成氯原子，在电解池中阳极上得到的是氯气2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极上得到的是金属钠离子在阴极发生还原反应2Na⁺+2e^-=2Na生成钠，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；钠；
（3）反应前后Ti的化合价由0价升高为+4价，HF中H元素的化合价由+1价降低到0价，则有Ti～2H₂，根据离子方程式电荷守恒，则有1Ti+6HF=1TiF₆^2-+2H⁺+2H₂↑，
故答案为：1；6；1；2；H⁺；2；
（4）①浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
②制取的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气，氯化氢极易溶于水，氯气也能溶于水，所以不能用水除去氯化氢气体；氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，食盐水中含有氯离子，能抑制氯气的溶解，所以要想除去氯气中的氯化氢应该选用饱和食盐水；浓硫酸常常干燥能干燥中性、酸性气体，故选浓硫酸干燥氯气，
故答案为：饱和食盐水；浓硫酸；
③金红石（主要成分为TiO₂，含少量Fe₂O₃、SiO₂），在碳粉盒金红石混合物中，通入氯气，C中C元素化合价由0价升高为为+2价，1个CO化合价变化为2，Cl₂中氯元素化合价由0价降低为-1价，根据电子守恒，再根据质量守恒得：TiO₂+2Cl₂+2C

△   .

TiCl₄+2CO，
故答案为：TiO₂+2Cl₂+2C

△   .

TiCl₄+2CO．

点评：本题考查物质的制备和分离的实验设计，涉及到的知识点较多，熟练掌握氧化还原反应知识是解答的关键，题目难度中等．