Question

四氯化钛(TiCl₄)是生产金属钛及其化合物的重要中间体。室温下，四氯化钛为无色液体。某化学兴趣小组同学以TiO₂和CCl₄为原料在实验室制取液态TiCl₄，装置如图所示。

有关信息如下：

①反应原理：TiO₂(s)+CCl₄(g) △ T iCl₄(g)+CO₂(g)。

②反应条件：无水无氧且加热。

③有关物质性质如下表：

物质	熔点/℃	沸点/℃	其它
CCl4	−23	76	与TiCl4互溶
TiCl4	−25	136	遇潮湿空气产生白雾

请回答下列问题：

（1）装置F橡皮管的作用是_________________________________________，装置F中有氮气生成，该反应的化学方程式为__________________________________________。

（2）实验装置依次连接的顺序为F→B→_____→_____→_____→_____。________________

（3）欲分离C中的液态混合物，所采用操作的名称是_____________。

（4）实验开始前首先点燃____处酒精灯（填“D或F”），目的是___________________。

（5）E装置______（填“能或不能”）换成B装置，理由是________________________。

Answer

平衡气压，使液体顺利流下 NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O A、D、C、E 蒸馏 F 排除装置中的空气，保证反应在无水无氧环境下进行 不能 B装置可以吸收水，但不能阻止空气中的氧气，不能保证反应在无氧环境下进行

【解析】（1）装置F中连有一段橡皮管 ，可以平衡分液漏斗和圆底烧瓶之间的气压，便于分液漏斗中的液体顺利流下；在圆底烧瓶中NaNO2和NH4Cl在加热的条件下可以发生反应生成N2、NaCl和H2O，方程式为：NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O 答案为： 平衡气压，使液体顺利流下 、NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O

（2）装置F中产生氮气，通过氮气将装置中空气排出，防止TiCl4被氧化，B为干燥管，干燥氮气，防止生成的TiCl4遇潮湿的气体产生白雾；A装置加热使四氯化碳挥发，D中装置在加热条件下，发生反应 TiO2(s)+CCl4(g) T iCl4(g)+CO2(g)，CCl4、TiCl4熔点较低，C装置使这两种物质转化为液态， E装置连接空气，应该盛放浓硫酸，干燥空气，根据以上分析可知，实验装置依次连接的顺序为F→B→A→D→C→E。答案为：A、D、C、E

（3）C中的液态混合物为TiCl4与未反应的CCl4，二者互溶，采取蒸馏方法进行分离，答案为：蒸馏；

(4) D中的反应要保证在无水、无氧环境下进行，要先通一会儿氮气，排除装置中的空气，再点燃酒精灯，因此实验开始前首先点燃F处酒精灯。答案为：F、排除装置中的空气，保证反应在无水无氧环境下进行

（5）因为TiCl4遇潮湿空气产生白雾，发生水解反应，且反应在无氧条件下进行，故E装置作用是防止空气中水蒸气、氧气进入；B装置可以吸收水，但不能不能吸收空气中的氧气，不能保证反应在无氧环境下进，故E装置不能换成B装置；答案为：不能 、B装置可以吸收水，但不能阻止空气中的氧气，不能保证反应在无氧环境下进行