Question

四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。某校化学课外活动小组准备利用下图装置制备四氯化钛(部分夹持仪器已略去)。

资料表明：室温下，四氯化钛为无色液体，熔点：－25 ℃，沸点：136.4 ℃。在空气中发烟生成二氧化钛固体。在650～850 ℃下，将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和一种有毒气体。回答下列问题：

（1）检查该装置气密性的方法是_______________________________________________。

（2）实验中B装置的作用是____________________。

（3）写出D装置中物质制备的化学方程式________________________________；写出四氯化钛在空气中发烟的化学方程式______________________________。

（4）E处球形冷凝管的冷却水应从________(填“c”或“d”)口通入。

（5）F装置中盛装的物质是________。

（6）该实验设计略有缺陷，请指出其不足之处：______________________________。

Answer

在B装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，关闭活塞b，微热A装置中的烧瓶，若导管a中的液面上升一定的高度，则气密性良好(或在B装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，F装置处连接导气管并将尾端放到水槽中，微热A装置中的烧瓶，水槽中导气管的尾端有气泡冒出，停止加热，倒吸形成一段稳定的水柱，则气密性良好等合理即可)洗去Cl2中的HCl气体、用作安全瓶(或用作平衡气压的安全装置，或用作防堵塞的安全装置)TiO2＋2Cl2＋2C 650~850℃ TiCl4＋2COTiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl↑c碱石灰没有对CO进行尾气处理

【解析】

(1)检查装置气密性的方法是整个装置要形成密闭体系，通过液柱的升降来判断装置的气密性；检查该装置气密性的方法是：在B装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，关闭活塞b，微热A装置中的烧瓶，若导管a中的液面上升一定的高度，则气密性良好(或在B装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，F装置处连接导气管并将尾端放到水槽中，微热A装置中的烧瓶，水槽中导气管的尾端有气泡冒出，停止加热，倒吸一段水柱，则气密性良好等合理即可)；正确答案：在B装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，关闭活塞b，微热A装置中的烧瓶，若导管a中的液面上升一定的高度，则气密性良好(或在B装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，F装置处连接导气管并将尾端放到水槽中，微热A装置中的烧瓶，水槽中导气管的尾端有气泡冒出，停止加热，倒吸一段水柱，则气密性良好等合理即可)。

(2)氯气中含有氯化氢杂质气体，可以用饱和食盐水除去氯化氢，同时，一旦气体发生堵塞，还能起到安全瓶的作用；正确答案：洗去Cl2中的HCl气体；用作安全瓶(或用作平衡气压的安全装置，或用作防堵塞的安全装置)。

(3) D装置中，氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和有毒气体一氧化碳；反应的化学方程式：TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO；根据信息可知，四氯化钛在空气中和水蒸气反应生成二氧化钛固体和氯化氢，看到发烟现象；化学方程式：TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl↑；正确答案：TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO ；TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl↑。

(4)为保证冷凝效果，采用逆流原理，冷凝效果好；E处球形冷凝管的冷却水应从 c口通入；正确答案c。

(5) TiCl4与水易发生水解，反应剩余的氯气不能直接排放到空气中，污染环境；因此F装置中盛装的物质既能吸水，又能吸收氯气，因此该试剂为碱石灰；正确答案：碱石灰。

(6)在制备TiCl4过程中，会产生有毒气体CO，不能被碱石灰吸收，直接排放到空气中，污染空气；正确答案：没有对CO进行尾气处理。