Question

【題目】鈦合金烤瓷牙是目前國(guó)內(nèi)使用最為普遍的一種烤瓷牙，TiCl4是生產(chǎn)金屬鈦的原料。

（1）工業(yè)上主要用TiO2氯化的方法來(lái)制取TiCl4

① 有人擬用以下氯化反應(yīng)來(lái)制取TiCl4：TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g) ，寫出實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2的離子方程式 。

② 工業(yè)上通常往TiO2和Cl2反應(yīng)體系中加入碳單質(zhì)，在一定條件下制取TiCl4，從化學(xué)平衡的角度解釋此方法能順利制取TiCl4的原因 。

（2）某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組以TiO2和足量 CCl4為原料制取TiCl4，裝置圖如下：

下表是有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)：

物質(zhì)	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	其他
CCl4	﹣23	76.8	與TiCl4互溶
TiCl4	﹣25	136	遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧

① 實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先點(diǎn)燃A處的酒精燈，待C中燒瓶里有液滴出現(xiàn)時(shí)再點(diǎn)燃B處的酒精燈，其主要目的是 。

② 本實(shí)驗(yàn)中儀器a采用題給的加熱方式的突出優(yōu)點(diǎn)是 。

③ B中CCl4與TiO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

④ 欲分離C裝置中的TiCl4，應(yīng)采用的實(shí)驗(yàn)操作為 （填操作名稱）。

⑤ 若將反應(yīng)過(guò)程中生成的氣體X(足量)緩緩?fù)ㄈ隑a( OH)2和NaOH的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和 通入氣體X的體積(V)的關(guān)系如圖所示，若混合溶液中Ba( OH)2和2NaOH的物質(zhì)的量之比為1:1，則b點(diǎn)溶液中溶質(zhì)主要成分的化學(xué)式為 ， 從b點(diǎn)到c點(diǎn)，沉淀減少過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）①M(fèi)nO2+4H＋+2Cl－Mn2＋+Cl2↑+2H2O；②加入的碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)，減小了產(chǎn)物O2的濃度，使反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，促進(jìn)反應(yīng)能夠順利進(jìn)行。

（2）①先排盡系統(tǒng)（裝置）中的空氣；②受熱均勻，能為反應(yīng)提供穩(wěn)定的CCl4蒸汽流；

③TiO2＋CCl4TiCl4＋CO2；④蒸餾；⑤NaHCO3；BaCO3+H2O+CO2=Ba2＋+2HCO3-

【解析】

試題分析：（1）①實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成二氯化錳、氯氣和水，離子方程式為MnO2 +4H＋+2Cl－Mn2＋+Cl2 ↑+2H2O；② 工業(yè)上通常往TiO2和Cl2反應(yīng)體系中加入碳單質(zhì)，在一定條件下制取TiCl4，此方法能順利制取TiCl4的原因加入的碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)，減小了產(chǎn)物O2的濃度，使反應(yīng) TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，促進(jìn)反應(yīng)能夠順利進(jìn)行。

（2）① 根據(jù)題給信息知TiCl4遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧，故實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先點(diǎn)燃A處的酒精燈，待C中燒瓶里有液滴出現(xiàn)時(shí)再點(diǎn)燃B處的酒精燈，其主要目的是先排盡系統(tǒng)（裝置）中的空氣。② 本實(shí)驗(yàn)中儀器a采用題給的加熱方式為水浴加熱，突出優(yōu)點(diǎn)是受熱均勻，能為反應(yīng)提供穩(wěn)定的CCl4蒸汽流。③ B中CCl4與TiO2發(fā)生反應(yīng)生成TiCl4和二氧化碳，化學(xué)方程式是TiO2＋CCl4TiCl4＋CO2。④ C裝置中為四氯化碳和四氯化鈦的混合物，二者沸點(diǎn)不同，故欲分離C裝置中的TiCl4，應(yīng)采用的實(shí)驗(yàn)操作為蒸餾。⑤將反應(yīng)過(guò)程中生成的氣體二氧化碳緩緩?fù)ㄈ隑a( OH)2和NaOH的混合稀溶液中，發(fā)生的反應(yīng)依次為：Oa段：CO2+Ba(OH)2BaCO3↓+H2O；ab段：CO2+2NaOHNa2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3；bc段：CO2+BaCO3+H2O2Ba(HCO3)2。b點(diǎn)溶液中溶質(zhì)主要成分的化學(xué)式為NaHCO3，從b點(diǎn)到c點(diǎn)，沉淀減少過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為BaCO3 + H2O+CO2 = Ba2＋ +2HCO3-。