Question

15．TiCl₄是生產金屬鈦和鈦白的原料，工業上主要用TiO₂氯化的方法來制取．某化學實驗小組以8.0g TiO₂和足量 CCl₄為原料制取TiCl₄．裝置圖1如下：

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

請回答下列問題
（1）TiCl₄中化學鍵的類型是共價鍵．
（2）B中TiO₂發生反應的化學方程式是TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）．
（3）X氣體的主要成分是CO₂．
（4）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，其主要目的是排盡系統（裝置）中的空氣．
（5）欲分離C裝置中的TiCl₄，應采用的實驗操作為蒸餾（填操作名稱）．
（6）若將反應過程中生成的氣體X全部通入到圖2所示的裝置中充分反應，生成的鹽是Na₂CO₃（填化學式），生成鹽的總物質的量n≤0.1mol．

Answer 1

分析 為防止產品TiCl₄被氧化，實驗開始時先點燃A處的酒精燈，使四氯化碳揮發，排盡系統（裝置）中的空氣，待C中燒瓶里有液滴出現時再點燃B處的酒精燈，B中裝置在加熱條件下，發生反應TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g），CCl₄、TiCl₄熔點較低，C裝置使這兩種物質轉化為液態，二者能互溶，應該采用蒸餾方法分離，D裝置連接空氣，由于TiCl₄遇潮濕空氣產生白霧，發生水解反應，故D裝置作用是防止空氣中水蒸進入，據此分析解答．

解答 解：（1）由TiCl₄的熔沸點較低，則TiCl₄為分子晶體，共價化合物，所以TiCl₄中化學鍵的類型是共價鍵，故答案為：共價鍵；
（2）TiO₂和 CCl₄為在加熱條件下生成TiCl₄和CO₂；，則反應的方程式為：TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）；故答案為：TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）；
（3）根據以上分析，CCl₄、TiCl₄熔點較低，C裝置使這兩種物質轉化為液態，二者能互溶，所以最好剩余的X氣體主要是CO₂，故答案為：CO₂；
（4）為防止產品TiCl₄被氧化，先排盡系統（裝置）中的空氣，所以實驗開始時先點燃A處的酒精燈，使四氯化碳揮發，排盡系統（裝置）中的空氣，待C中燒瓶里有液滴出現時再點燃B處的酒精燈，故答案為：排盡系統（裝置）中的空氣；
（5）CCl₄、TiCl₄二者能互溶，應該采用蒸餾方法分離，故答案為：蒸餾；
（6）根據反應TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g），則8.0g TiO₂和足量 CCl₄為原料制取TiCl₄，則生成CO₂的物質的量為$\frac{8.0g}{80g/mol}$=0.1mol，向200ml1.2mol/L即0.2×1.2=0.24mol的NaOH溶液中通入0.1molCO₂，發生反應：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃，氫氧化鈉過量，所以生成的鹽是Na₂CO₃，又由于二氧化碳在過程中有損失，則生成鹽的總物質的量n≤0.1mol；
故答案為：Na₂CO₃；0.1mol．

點評 本題考查實驗制備方案，明確原理是解題關鍵，側重考查學生裝置的分析評價，注意對題目信息的提取與應用，是對學生綜合能力的考查，題目難度中等．