Question

【題目】鈦合金烤瓷牙是目前國內使用最為普遍的一種烤瓷牙，TiCl4是生產金屬鈦的原料。

（1）工業上主要用TiO2氯化的方法來制取TiCl4

① 有人擬用以下氯化反應來制取TiCl4：TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g) ，寫出實驗室用二氧化錳與濃鹽酸反應制取Cl2的離子方程式 。

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

（2）某化學實驗小組以TiO2和足量 CCl4為原料制取TiCl4，裝置圖如下：

下表是有關物質的性質：

物質	熔點/℃	沸點/℃	其他
CCl4	﹣23	76.8	與TiCl4互溶
TiCl4	﹣25	136	遇潮濕空氣產生白霧

① 實驗開始時先點燃A處的酒精燈，待C中燒瓶里有液滴出現時再點燃B處的酒精燈，其主要目的是 。

② 本實驗中儀器a采用題給的加熱方式的突出優點是 。

③ B中CCl4與TiO2發生反應的化學方程式是 。

④ 欲分離C裝置中的TiCl4，應采用的實驗操作為 （填操作名稱）。

⑤ 若將反應過程中生成的氣體X(足量)緩緩通入Ba( OH)2和NaOH的混合稀溶液中，生成沉淀的物質的量(n)和 通入氣體X的體積(V)的關系如圖所示，若混合溶液中Ba( OH)2和2NaOH的物質的量之比為1:1，則b點溶液中溶質主要成分的化學式為 ， 從b點到c點，沉淀減少過程中發生反應的離子方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）①MnO2+4H＋+2Cl－Mn2＋+Cl2↑+2H2O；②加入的碳單質與氧氣反應，減小了產物O2的濃度，使反應TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g)平衡向正反應方向移動，促進反應能夠順利進行。

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

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

【解析】

試題分析：（1）①實驗室用二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成二氯化錳、氯氣和水，離子方程式為MnO2 +4H＋+2Cl－Mn2＋+Cl2 ↑+2H2O；② 工業上通常往TiO2和Cl2反應體系中加入碳單質，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與氧氣反應，減小了產物O2的濃度，使反應 TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g)平衡向正反應方向移動，促進反應能夠順利進行。

（2）① 根據題給信息知TiCl4遇潮濕空氣產生白霧，故實驗開始時先點燃A處的酒精燈，待C中燒瓶里有液滴出現時再點燃B處的酒精燈，其主要目的是先排盡系統（裝置）中的空氣。② 本實驗中儀器a采用題給的加熱方式為水浴加熱，突出優點是受熱均勻，能為反應提供穩定的CCl4蒸汽流。③ B中CCl4與TiO2發生反應生成TiCl4和二氧化碳，化學方程式是TiO2＋CCl4TiCl4＋CO2。④ C裝置中為四氯化碳和四氯化鈦的混合物，二者沸點不同，故欲分離C裝置中的TiCl4，應采用的實驗操作為蒸餾。⑤將反應過程中生成的氣體二氧化碳緩緩通入Ba( OH)2和NaOH的混合稀溶液中，發生的反應依次為：Oa段：CO2+Ba(OH)2BaCO3↓+H2O；ab段：CO2+2NaOHNa2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3；bc段：CO2+BaCO3+H2O2Ba(HCO3)2。b點溶液中溶質主要成分的化學式為NaHCO3，從b點到c點，沉淀減少過程中發生反應的離子方程式為BaCO3 + H2O+CO2 = Ba2＋ +2HCO3-。