Question

（2013?泰安三模）鈦（Ti）具有高強度和耐酸腐蝕性，是重要的工業(yè)原料．以金紅石（主要成分為TiO₂，含少量Fe₂O₃、SiO₂）為原料可制取Ti．工業(yè)流程如圖1所示：

（1）粗TiC1₄中含有少量FeCl₃、SiCl₄等，它們的部分性質(zhì)如下：

物質(zhì)	沸點/℃	在水中	在乙醚中
TiC14	136	強烈水解	易溶
SiCl4	58	強烈水解	易溶
FeCl3	303（升華）	水解	易溶

從粗TiC1₄中精制TiC1₄的方法是

B

（填字母）．A．用水溶解后，重結(jié)晶    B．蒸餾    C．用乙醚萃取后，分液
（2）寫出用惰性電極電解熔融NaCl時陽極的電極反應(yīng)式：

2Cl^--2e^-=Cl₂↑

；陰極產(chǎn)物是

鈉

．
（3）Ti可溶解在濃HF溶液中，請完成下列離子方程式：

1

Ti+

6

HF═

1

Ti

F

2- 6

+

2

H⁺

+

2

H₂↑
（4）如圖2所示是一個制取氯氣并以氯氣為原料進行反應(yīng)的裝置．
①裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

．
②在實驗室中，某同學(xué)欲用如圖3所示裝置凈化氯氣，則M、N中應(yīng)盛放的試劑分別是

飽和食鹽水

、

濃硫酸

．（填試劑名稱）
③實驗開始時，先點燃A處的酒精燈，打開旋塞K，讓C1₂充滿整個裝置，再點燃C處酒精燈．Cl₂通過裝置M、N再進入裝置C，與裝置C中的固體粉末發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CO氣體．試寫出裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

TiO₂+2Cl₂+2C

△   .

TiCl₄+2CO

．

Answer 1

分析：（1）粗TiCl₄中加熱易氣化，與固體混合物可用蒸餾的方法分離；
（2）電解氯化鈉生成金屬鈉和氯氣，在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成鈉；
（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子數(shù)目相等和離子方程式電荷守恒的角度書寫反應(yīng)的離子方程式；
（4）①濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，注意稀鹽酸和二氧化錳不反應(yīng)；
②根據(jù)氯化氫和氯氣的性質(zhì)分析選用除雜試劑；濃硫酸常常干燥能和堿反應(yīng)氣體；
③根據(jù)氧化還原反應(yīng)中，元素化合價升高值等于元素化合價降低值，根據(jù)電子守恒來配平方程式．

解答：解：（1）粗TiCl₄中加熱易氣化，與固體混合物可用蒸餾的方法分離，由表中數(shù)據(jù)可知，TiCl₄在水中強烈水解，易變質(zhì)，且易溶于乙醚中，不能分離，只能用蒸餾的方法分離，
故答案為：B；
（2）電解氯化鈉生成金屬鈉和氯氣，方程式為2NaCl （熔融）

通電  .

2Na+Cl₂↑，鈉離子是鈉原子失去一個電子得到的，故鈉離子得到1個電子變成鈉原子；氯離子是氯原子得到一個電子得到的，故氯離子失去1個電子變成氯原子，在電解池中陽極上得到的是氯氣2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極上得到的是金屬鈉離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)2Na⁺+2e^-=2Na生成鈉，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；鈉；
（3）反應(yīng)前后Ti的化合價由0價升高為+4價，HF中H元素的化合價由+1價降低到0價，則有Ti～2H₂，根據(jù)離子方程式電荷守恒，則有1Ti+6HF=1TiF₆^2-+2H⁺+2H₂↑，
故答案為：1；6；1；2；H⁺；2；
（4）①濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
②制取的氯氣中混有氯化氫氣體和水蒸氣，氯化氫極易溶于水，氯氣也能溶于水，所以不能用水除去氯化氫氣體；氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，食鹽水中含有氯離子，能抑制氯氣的溶解，所以要想除去氯氣中的氯化氫應(yīng)該選用飽和食鹽水；濃硫酸常常干燥能干燥中性、酸性氣體，故選濃硫酸干燥氯氣，
故答案為：飽和食鹽水；濃硫酸；
③金紅石（主要成分為TiO₂，含少量Fe₂O₃、SiO₂），在碳粉盒金紅石混合物中，通入氯氣，C中C元素化合價由0價升高為為+2價，1個CO化合價變化為2，Cl₂中氯元素化合價由0價降低為-1價，根據(jù)電子守恒，再根據(jù)質(zhì)量守恒得：TiO₂+2Cl₂+2C

△   .

TiCl₄+2CO，
故答案為：TiO₂+2Cl₂+2C

△   .

TiCl₄+2CO．

點評：本題考查物質(zhì)的制備和分離的實驗設(shè)計，涉及到的知識點較多，熟練掌握氧化還原反應(yīng)知識是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．