Question

3．四氯化钛是无色液体，沸点为136℃．它极易水解，遇空气中水蒸气即产生“白烟”（TiCl₄+H₂O═TiCl₂+2HCl）．TiCl₄可由TiO₂和Cl₂发生置换反应而制得（TiO₂和HCl不反应），此反应在1000℃高温下进行的很慢，但有碳粉存在，只需要在650～850℃下即可顺利进行，下图是实验室制备TiCl4的部分装置．
请回答：
（1）A装置中反应的化学方程式为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）E装置中NaOH溶液的作用为吸收氯气
（6）评价此装置的缺陷和不妥之处：
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．

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）E中氢氧化钠用于吸收氯气，防止污染空气；
（6）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）E中氢氧化钠用于吸收氯气，防止污染空气，故答案为：吸收氯气；
（6）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：不能阻止E装置的水汽进入D装置，而引起四氯化钛水解；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．

点评 本题考查物质的制备和性质探究，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握物质的性质以及实验原理，题目难度中等．