钛元素的外围电子排布为3d24s2 . 实验室利用反应TiO2(s)+CCl4(g) TiCl4(g)+CO2(g)制取TiCl4 , 装置如下: 有关物质的性质如下表.
遇潮湿空气产生白雾 |
(1)装置E中的试剂是______ . 反应结束前进行如下操作:①停止通氮气 ②熄灭酒精灯 ③冷却至室温正确的顺序为______(填序号).(2)欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是______ .(3)TiCl4 遇到湿空气发生强烈水解,其中一种物质是TiO(OH)2 , 试写出该水解反应的化学方程式______ .(4)有同学认为该反应还会生成CO,所以要增加尾气吸收装置,试分析该观点的合理性______(5)也可以用反应TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+2CO(g) 制取TiCl4 , 在上述实验装置中将通氮气改为通氯气,撤去装置B,请简述对该装置的其它改变处______ .
【答案】(1)浓硫酸;②③①
(2)蒸馏
(3)TiCl4+3H2O=TiO(OH)2+4HCl
(4)不合理;因为不会发生氧化还原反应
(5)石英管内改为盛TiO2和C;将E改为盛碱石灰的干燥管;增加CO的吸收装置(答橡胶袋、盛醋酸亚铜氨的洗气瓶等均可)
【解析】解:仪器A是干燥管,因为TiCl4遇到水蒸气会水解,所以E中可以用浓硫酸来隔离空气;氮气将四氯化碳蒸气吹入C装置,使四氯化碳和二氧化钛反应,B装置目的是将四氯化碳液体转化为气体,C中发生反应TiO2(s)+CCl4(g) TiCl4(g)+CO2(g),D中降低温度目的是得到液态TiCl4;终止实验时为防止倒吸,应先熄灭酒精灯,冷却到室温后再停止通入N2 , (1)装置E目的是吸收空气中水蒸气,防止生成的四氯化钛水解,所以E中干燥剂是浓硫酸;终止实验时为防止倒吸,应先熄灭酒精灯,冷却到室温后再停止通入N2 , 所以其排列顺序是 ②③①,所以答案是:浓硫酸; ②③①;(2)分离互溶的液体应该采用蒸馏方法,D中物质互溶且都是液态,应该采用蒸馏方法分离,所以答案是:蒸馏;(3)TiCl4 遇到湿空气发生强烈水解,其中一种物质是TiO(OH)2 , 同时生成HCl,据此书写水解方程式为TiCl4+3H2O=TiO(OH)2+4HCl,所以答案是:TiCl4+3H2O=TiO(OH)2+4HCl;(4)有同学认为该反应还会生成CO,所以要增加尾气吸收装置,C中不能发生氧化还原反应,所以不能生成CO,则不合理,所以答案是:不合理;因为不会发生氧化还原反应;(5)在上述实验装置中将通氮气改为通氯气,撤去装置B,石英管内二氧化钛要改为二氧化钛和C的混合物,因为氯气、CO有毒,需要有尾气处理装置和生成CO的吸收装置,即将E改为盛碱石灰的干燥管、增加CO的吸收装置(答橡胶袋、盛醋酸亚铜氨的洗气瓶等均可),所以答案是:石英管内改为盛TiO2和C;将E改为盛碱石灰的干燥管;增加CO的吸收装置(答橡胶袋、盛醋酸亚铜氨的洗气瓶等均可).