【題目】TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物,制備純TiCl4的流程示意圖如下:

資料:TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)

化合物

SiCl4

TiCl4

AlCl3

FeCl3

MgCl2

沸點/℃

58

136

181(升華)

316

1412

熔點/℃

﹣69

25

193

304

714

在TiCl4中的溶解性

互溶

微溶

難溶


(1)氯化過程:TiO2與Cl2難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進行.
已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)△H1=+175.4kJmol1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H2=﹣220.9kJmol1
①沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式:
②氯化過程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)如圖判斷:CO2生成CO反應(yīng)的
△H0(填“>”“<”或“=”),判斷依據(jù):
③氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放,尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,則尾氣的吸收液依次是
④氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有
(2)精制過程:粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4 . 示意圖如下:

物質(zhì)a是 , T2應(yīng)控制在

【答案】
(1)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H=﹣45.5kJ?mol1;>;溫度越高,CO的物質(zhì)的量越多而CO2的物質(zhì)的量少,說明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng);飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液;TiO2、C
(2)SiCl4;136℃左右
【解析】解:由制備純TiCl4的流程示意圖,鈦精礦與氯氣、C發(fā)生氯化過程,反應(yīng)為TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO,結(jié)合表格中數(shù)據(jù)可知,蒸餾得到純TiCl4 , (1)①由I.TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)△H1=+175.4kJmol1
II.2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H2=﹣220.9kJmol1 ,
結(jié)合蓋斯定律可知,I+II得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),△H=(+175.4kJmol1)+(﹣220.9kJmol1)=﹣45.5kJmol1 ,
即熱化學(xué)方程式為TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H=﹣45.5kJmol1
故答案為:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H=﹣45.5kJmol1;
②因溫度越高,CO的物質(zhì)的量越多而CO2的物質(zhì)的量少,說明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),所以△H>0,
故答案為:>;溫度越高,CO的物質(zhì)的量越多而CO2的物質(zhì)的量少,說明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng);
③尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,食鹽水吸收HCl,氯化亞鐵吸收氯氣生成氯化鐵,則尾氣的吸收液依次是飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液,
故答案為:飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液;
④由反應(yīng)可知,氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有TiO2、C,
故答案為:TiO2、C;(2)粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4 , 由圖及表格數(shù)據(jù)可知,先分離出SiCl4 , 后分離出TiCl4 , 則先控制溫度T1為58℃左右時分離出物質(zhì)a為SiCl4 , 控制溫度T2為136℃左右時分離出純TiCl4 , 故答案為:SiCl4;136℃左右.
由制備純TiCl4的流程示意圖,鈦精礦與氯氣、C發(fā)生氯化過程,反應(yīng)為TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO,結(jié)合表格中數(shù)據(jù)可知,蒸餾得到純TiCl4 , (1)①由題干中的熱化學(xué)方程式,結(jié)合蓋斯定律可得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H=﹣45.5kJmol1;
②氯化過程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化,溫度高時CO的物質(zhì)的量多、CO2的物質(zhì)的量少;
③尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,食鹽水吸收HCl,氯化亞鐵吸收氯氣;
④過濾得到粗TiCl4混合液,可能混有反應(yīng)物中固體物質(zhì);(2)粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4 , 由圖及表格數(shù)據(jù)可知,先分離出SiCl4 , 后分離出TiCl4

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