Question

【題目】TiCl4是由鈦精礦（主要成分為TiO2）制備鈦（Ti）的重要中間產物，制備純TiCl4的流程示意圖如下：

資料：TiCl4及所含雜質氯化物的性質

化合物	SiCl4	TiCl4	AlCl3	FeCl3	MgCl2
沸點/℃	58	136	181（升華）	316	1412
熔點/℃	﹣69	25	193	304	714
在TiCl4中的溶解性	互溶	﹣	微溶		難溶

（1）氯化過程：TiO2與Cl2難以直接反應，加碳生成CO和CO2可使反應得以進行．
已知：TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）△H1=+175.4kJmol﹣1
2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2=﹣220.9kJmol﹣1
①沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的熱化學方程式： ．
②氯化過程中CO和CO2可以相互轉化，根據如圖判斷：CO2生成CO反應的
△H0（填“＞”“＜”或“=”），判斷依據： ．
③氯化反應的尾氣須處理后排放，尾氣中的HCl和Cl2經吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液，則尾氣的吸收液依次是 ．
④氯化產物冷卻至室溫，經過濾得到粗TiCl4混合液，則濾渣中含有 ．
（2）精制過程：粗TiCl4經兩步蒸餾得純TiCl4 ． 示意圖如下：

物質a是 ， T2應控制在 ．

Answer 1

【答案】
（1）TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=﹣45.5kJ?mol﹣1；＞；溫度越高，CO的物質的量越多而CO2的物質的量少，說明CO2生成CO的反應是吸熱反應；飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液；TiO2、C
（2）SiCl4；136℃左右
【解析】解：由制備純TiCl4的流程示意圖，鈦精礦與氯氣、C發生氯化過程，反應為TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO，結合表格中數據可知，蒸餾得到純TiCl4 ， （1）①由I．TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）△H1=+175.4kJmol﹣1
II.2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2=﹣220.9kJmol﹣1 ，
結合蓋斯定律可知，I+II得到TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g），△H=（+175.4kJmol﹣1）+（﹣220.9kJmol﹣1）=﹣45.5kJmol﹣1 ，
即熱化學方程式為TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=﹣45.5kJmol﹣1 ，
故答案為：TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=﹣45.5kJmol﹣1；
②因溫度越高，CO的物質的量越多而CO2的物質的量少，說明CO2生成CO的反應是吸熱反應，所以△H＞0，
故答案為：＞；溫度越高，CO的物質的量越多而CO2的物質的量少，說明CO2生成CO的反應是吸熱反應；
③尾氣中的HCl和Cl2經吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液，食鹽水吸收HCl，氯化亞鐵吸收氯氣生成氯化鐵，則尾氣的吸收液依次是飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液，
故答案為：飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液；
④由反應可知，氯化產物冷卻至室溫，經過濾得到粗TiCl4混合液，則濾渣中含有TiO2、C，
故答案為：TiO2、C；（2）粗TiCl4經兩步蒸餾得純TiCl4 ， 由圖及表格數據可知，先分離出SiCl4 ， 后分離出TiCl4 ， 則先控制溫度T1為58℃左右時分離出物質a為SiCl4 ， 控制溫度T2為136℃左右時分離出純TiCl4 ， 故答案為：SiCl4；136℃左右．
由制備純TiCl4的流程示意圖，鈦精礦與氯氣、C發生氯化過程，反應為TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO，結合表格中數據可知，蒸餾得到純TiCl4 ， （1）①由題干中的熱化學方程式，結合蓋斯定律可得到TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=﹣45.5kJmol﹣1；
②氯化過程中CO和CO2可以相互轉化，溫度高時CO的物質的量多、CO2的物質的量少；
③尾氣中的HCl和Cl2經吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液，食鹽水吸收HCl，氯化亞鐵吸收氯氣；
④過濾得到粗TiCl4混合液，可能混有反應物中固體物質；（2）粗TiCl4經兩步蒸餾得純TiCl4 ， 由圖及表格數據可知，先分離出SiCl4 ， 后分離出TiCl4 ．