Question

13．四氯化鈦（TiCl₄）是制取航天工業(yè)材料--鈦合金的重要原料．實驗室以TiO₂和CCl₄為原料制取液態(tài)TiCl₄的裝置如圖所示（部分夾持裝置省略）．

已知：有關物質的性質如表：

物質	熔點/℃	沸點/℃	其他
CCl4	-23	76	與TiCl4互溶
TiCl4	-25	136	遇潮濕空氣產生白霧，在550℃時能被氧氣氧化

請回答下列問題：
（1）儀器A的名稱是球形干燥管，儀器A中盛裝的試劑是堿石灰或生石灰、氫氧化鈉，氯化鈣等．
（2）CCl₄的電子式為．
（3）裝置C處硬質玻管中反應的化學方程式為TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）．
（4）TiCl₄遇潮濕空氣會產生TiO₂，反應的化學方程式為TiCl₄+2H₂O=TiO₂+4HCl．
（5）儀器N中收集到的物質主要有CCl₄、TiCl₄（寫化學式），從產物中分離出TiCl4的實驗方法是蒸餾．
（6）TiCl₄還可由TiO₂、焦炭和氯氣在加熱條件下制得，生成體積比為2：1的CO和CO₂混合氣體，該感應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為4：3．請設計實驗方案驗證產物氣體中有CO：將產物氣體依序通入足量的NaOH溶液→干燥劑→灼熱的CuO→澄清石灰水，若最終澄清石灰水變渾濁，灼熱的CuO固體由黑色變紅色，則產物中有CO．

Answer 1

分析 以TiO₂和CCl₄為原料制取液態(tài)TiCl₄的裝置：通過氮氣將裝置中空氣排出，防止TiCl₄被氧化，A為干燥管，干燥氮氣，防止生成的TiCl₄遇潮濕的氣體產生白霧；B裝置加熱使四氯化碳揮發(fā)，C中裝置在加熱條件下，發(fā)生反應TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g），CCl₄、TiCl₄熔點較低，D裝置使這兩種物質轉化為液態(tài)，二者能互溶，應該采用蒸餾方法分離，E裝置連接空氣，應該盛放濃硫酸，干燥空氣，據此分析解答．

解答 解：（1）由儀器構造可知儀器A為球形干燥管，盛放堿石灰或生石灰、氫氧化鈉，氯化鈣等，故答案為：球形干燥管；堿石灰或生石灰、氫氧化鈉，氯化鈣等；
（2）四氯化碳分子碳原子分別與四個氯原子形成共用電子對，電子式為，故答案為：；
（3）C中裝置在加熱條件下，發(fā)生反應TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）；
故答案為：TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）；
（4）由題可知四氯化碳遇潮濕空氣產生白霧，說明有氯化氫生成，則反應方程式為：TiCl₄+2H₂O=TiO₂+4HCl；
故答案為：TiCl₄+2H₂O=TiO₂+4HCl；
（5）CCl₄、TiCl₄熔點較低，D裝置使這兩種物質轉化為液態(tài)，二者能互溶，應該采用蒸餾方法分離；
故答案為：CCl₄、TiCl₄；蒸餾；
（6）TiCl₄還可由TiO₂、焦炭和氯氣在加熱條件下制得，生成體積比為2：1的CO和CO₂混合氣體，反應為：2TiO₂+3C+4Cl₂=2CO+CO₂+2TiCl₄，氯氣化合價降低得電子作氧化劑，C化合價升高失電子作還原劑，則氧化劑與還原劑的物質的量之比為4：3；
驗證產物氣體中有CO，可利用CO的還原性，驗證前排除其他氣體，方法為：將產物氣體依序通入足量的NaOH溶液→干燥劑→灼熱的CuO→澄清石灰水，若最終澄清石灰水變渾濁，灼熱的CuO固體由黑色變紅色，則產物中有CO；
故答案為：4：3；將產物氣體依序通入足量的NaOH溶液→干燥劑→灼熱的CuO→澄清石灰水，若最終澄清石灰水變渾濁，灼熱的CuO固體由黑色變紅色，則產物中有CO．

點評 本題考查了物質制備方案設計，主要考查了化學方程式的書寫、實驗方案評價、氧化還原反應、環(huán)境保護等，題目難度中等，側重于考查學生的分析問題和解決問題的能量，注意相關基礎知識的學習與積累．