Question

【題目】TiC14是制備鈦及其化合物的重要中間體，某小組同學(xué)利用下列裝置在實(shí)驗(yàn)室制備TiCl4，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下(夾持裝置略去)：

已知：①PdC12溶液捕獲CO時(shí)，生成金屬單質(zhì)和兩種酸性氣體化合物。

②

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)按照氣流由左到右的方向，上述裝置合理的連接順序?yàn)?/span>a→____→____→f→g→___→____→_____→_____→_____(填儀器接口字母)。

(2)根據(jù)完整的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品；_____________(按正確的順序填入下列操作的序號(hào))。

①關(guān)閉分液漏斗活塞 ②打開(kāi)分液漏斗活塞

③停止加熱，充分冷卻 ④加熱裝置D中陶瓷管

(3)裝置D中除生成TiCl4外，同時(shí)生成一種氣態(tài)不成鹽氧化物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明裝置E中收集到的液體中含有TiCl4：__________________________。

(5)裝置F中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。用其他方法也可代替裝置F，可以是______(寫(xiě)出一種即可)。

(6)制得的TiC14產(chǎn)品中常含有少量CC14，從產(chǎn)品中分離出TiC14的操作名稱(chēng)為_________________。

Answer 1

【答案】c b h i d e j ②④③① TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 取少量收集到的液體于潔凈試管中，滴加適量水，液體變渾濁，則收集到的液體中含有TiCl4。 PdCl2+CO+H2O=Pd+2HCl+CO2 排水法收集（或用氣囊收集等） 蒸餾（或分餾）

【解析】

實(shí)驗(yàn)裝置的順序一般為發(fā)生裝置、除雜干燥裝置、制備或者發(fā)生裝置、收集裝置、尾氣處理裝置。TiO2、Cl2和C反應(yīng)生成TiCl4，根據(jù)信息提示PdCl2溶液用于吸收CO，制備的產(chǎn)物中有CO。A裝置用于制取Cl2，但是產(chǎn)物TiCl4容易水解，所以Cl2需要干燥，只能用濃硫酸干燥，不能用堿石灰，因?yàn)槁葰鈺?huì)與堿石灰反應(yīng)。TiCl4的熔點(diǎn)較低，得到TiCl4的蒸氣，E裝置用于冷凝得到TiCl4液體。但是尾氣中有CO，需要尾氣處理，選擇F裝置，但是需要防止F中的水蒸氣進(jìn)入E中，需要在E和F之間加入干燥管C。因此裝置的排序?yàn)?/span>A、B、D、E、C、F。

(1) A裝置用于制取Cl2，但是產(chǎn)物TiCl4容易水解，所以Cl2需要干燥，只能用濃硫酸干燥，不能用堿石灰，因?yàn)槁葰鈺?huì)與堿石灰反應(yīng)。TiCl4的熔點(diǎn)較低，得到TiCl4的蒸氣，E裝置用于冷凝得到TiCl4液體。但是尾氣中有CO。CO為有毒氣體，需要進(jìn)行尾氣處理，選擇F裝置，但是需要防止F中的水蒸氣進(jìn)入E中，需要在E和F之間加入干燥管C。因此裝置的排序?yàn)?/span>A、B、D、E、C、F。按照氣體流動(dòng)的順序?yàn)?/span>a→c→b→f→g→h→i→d→e→j；

(2)檢查裝置氣密性后，裝入藥品，TiO2要和Cl2反應(yīng)，先反應(yīng)生成Cl2，打開(kāi)分液漏斗活塞，等裝置中充滿(mǎn)氯氣之后，再加熱D中的陶瓷管。等反應(yīng)完成之后，不能立刻停止氯氣的發(fā)生。如果先停止生成氯氣，再停止加熱，裝置中的溫度下降，壓強(qiáng)減小，容易引發(fā)倒吸。因此先停止加熱，再停止發(fā)生氯氣。因此順序?yàn)?/span>②④③①；

(3)反應(yīng)物包括TiO2、C、Cl2，生成一種不成鹽的氧化物，Ti元素和Cl元素生成TiCl4，那么不成鹽的氧化物為C的氧化物CO。根據(jù)得失電子守恒，可以寫(xiě)出方程式為TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；

(4)檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否為TiCl4，利用TiCl4的性質(zhì)，根據(jù)題中信息可知，TiCl4易水解生成難溶物。答案：取少量收集到的液體于潔凈試管中，滴加適量水，液體變渾濁，則收集到的液體中含有TiCl4；

(5)PdCl2用于吸收CO，得到一種金屬單質(zhì)和兩種酸性氣體。金屬單質(zhì)為Pd，Pd的化合價(jià)降低，CO為還原劑，化合物升高，生成CO2，那么另一種酸性氣體應(yīng)該與Cl有關(guān)系，為HCl。根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，方程式為PdCl2+CO+H2O=Pd+2HCl+CO2；F裝置用于吸收尾氣中的CO氣體，用別的裝置代替F，也是用于對(duì)CO進(jìn)行尾氣處理。可以利用排水法將CO收集起來(lái)，也可以利用氣囊收集，用燃燒法等方法。答案為排水法收集（或用氣囊收集等）；

(6)制得的TiC14產(chǎn)品中常含有少量CC14，由于TiCl4易溶于有機(jī)溶劑，而且自身也是種液體。對(duì)于互溶的液體，可以根據(jù)各組分沸點(diǎn)的不同，利用蒸餾法進(jìn)行分離。答案為蒸餾（或分餾）。