Question

3．四氯化鈦是無色液體，沸點(diǎn)為136℃．它極易水解，遇空氣中水蒸氣即產(chǎn)生“白煙”（TiCl₄+H₂O═TiCl₂+2HCl）．TiCl₄可由TiO₂和Cl₂發(fā)生置換反應(yīng)而制得（TiO₂和HCl不反應(yīng)），此反應(yīng)在1000℃高溫下進(jìn)行的很慢，但有碳粉存在，只需要在650～850℃下即可順利進(jìn)行，下圖是實(shí)驗室制備TiCl4的部分裝置．
請回答：
（1）A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（2）B裝置中試劑為濃硫酸，其作用是干燥氯氣．
（3）C裝置中的反應(yīng)方程式為TiO₂+2Cl₂+2C$\frac{\underline{\;650-850℃\;}}{\;}$ TiCl₄+2CO．
（4）D裝置中冷凝水的方向為a進(jìn)b出，該裝置的作用為冷凝回流四氯化鈦．
（5）E裝置中NaOH溶液的作用為吸收氯氣
（6）評價此裝置的缺陷和不妥之處：
①不能阻止E裝置的水汽進(jìn)入D裝置，而引起四氯化鈦水解
②由于氯化氫和氯氣易溶于氫氧化鈉溶液，E裝置會產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象．

Answer 1

分析 裝置A是利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣的發(fā)生在，通過裝置B中的濃硫酸干燥氯氣，干燥的氯氣通過裝置C和碳、二氧化鈦加熱反應(yīng)生成四氯化鈦蒸氣，進(jìn)入裝置D冷卻，剩余的氯氣最后用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染空氣，
（1）裝置中反應(yīng)是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣的反應(yīng)；
（2）根據(jù)制備的氯氣中含有雜質(zhì)水蒸氣；
（3）由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下制得TiCl₄和一種有毒氣體，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中元素種類不變的規(guī)律可知：該有毒氣體含有碳、氧兩種元素，由碳、氧兩種元素組成的有毒氣體只有一氧化碳；因此TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下反應(yīng)生成TiCl₄和一氧化碳；
（4）根據(jù)冷凝管內(nèi)的水流方向由下向上，因為這樣可以提高冷凝效果；四氯化鈦沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，所以要用冷凝管冷凝回收；
（5）E中氫氧化鈉用于吸收氯氣，防止污染空氣；
（6）①根據(jù)TiCl₄ 遇空氣中水蒸氣發(fā)生水解；
②根據(jù)TiCl₄ 水解產(chǎn)生的氯化氫極易溶于水；
③根據(jù)氯氣通過二氧化鈦和炭粉的混合物得到的CO氣體有毒．

解答 解：（1）裝置中反應(yīng)是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）因制備的氯氣中含有雜質(zhì)水蒸氣，可用濃硫酸來除去，
故答案為：濃硫酸；干燥氯氣；
（3）由于TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下制得TiCl₄和一種有毒氣體，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中元素種類不變的規(guī)律可知：該有毒氣體含有碳、氧兩種元素，由碳、氧兩種元素組成的有毒氣體只有一氧化碳；因此TiO₂、C、Cl₂混合物在高溫條件下反應(yīng)生成TiCl₄和一氧化碳；
該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiO₂+2Cl₂+2C $\frac{\underline{\;650-850℃\;}}{\;}$TiCl₄+2CO，
故答案為：TiO₂+2Cl₂+2C$\frac{\underline{\;650-850℃\;}}{\;}$  TiCl₄+2CO；
（4）因根據(jù)冷凝管內(nèi)的水流方向由下向上，即a進(jìn)b出，因為這樣可以提高冷凝效果；四氯化鈦是無色液體，沸點(diǎn)為136℃較低，受熱易揮發(fā)，所以冷凝管冷凝回收，故答案為：a；b；冷凝回流四氯化鈦；
（5）E中氫氧化鈉用于吸收氯氣，防止污染空氣，故答案為：吸收氯氣；
（6）因氯氣通過二氧化鈦和炭粉的混合物得到的CO氣體有毒，缺少CO的處理裝置，所以由于CO氣體有毒，缺少CO的處理裝置．
故答案為：不能阻止E裝置的水汽進(jìn)入D裝置，而引起四氯化鈦水解；由于氯化氫和氯氣易溶于氫氧化鈉溶液，E裝置會產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備和性質(zhì)探究，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗?zāi)芰Φ目疾椋�注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實(shí)驗原理，題目難度中等．