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 ， 裝置如圖1所示：

如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 ．
③B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2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）MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O；加入的碳單質與氧氣反應，減小了產物O2的濃度，使 TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）平衡向正反應方向移動，使反應能夠順利進行
（2）先排盡系統（裝置）中的空氣；受熱均勻，能為反應提供穩定的CCl4蒸汽流；TiO2+CCl4 TiCl4+CO2↑；蒸餾；NaHCO3；BaCO3+H2O+CO2=Ba2++2HCO3﹣
【解析】解：（1）①二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣和水，反應離子方程式為：MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O，所以答案是：MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O；②在反應TiO2（s）+2Cl2（g）TiCl4（l）+O2（g）中，加入C能和O2反應C（s）+O2（g）=CO2（g），降低了O2的濃度，平衡正向移動，反應就可以進行了，
所以答案是：加入的碳單質與氧氣反應，減小了產物O2的濃度，使 TiO2（s）+2Cl2（g）TiCl（l）+O2（g）平衡向正反應方向移動，使反應能夠順利進行；（2）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） 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．①為防止產品TiCl4被氧化，先排盡系統（裝置）中的空氣，
所以答案是：先排盡系統（裝置）中的空氣；②水浴加熱優點是受熱均勻，能為反應提供穩定的CCl4蒸汽流，
所以答案是：受熱均勻，能為反應提供穩定的CCl4蒸汽流；③TiO2和 CCl4為在加熱條件下生成TiCl4和CO2 ， 方程式為：TiO2+CCl4 TiCl4+CO2↑；
所以答案是：TiO2+CCl4 TiCl4+CO2↑；④CCl4、TiCl4二者能互溶，應該采用蒸餾方法分離，
所以答案是：蒸餾；⑤向物質的量之比為1：1的Ba（ OH）2和NaOH的混合稀溶液中通入CO2 ， 開始產生沉淀，故a點之前發生反應：CO2+Ba（OH）2=BaCO3↓+H2O，從圖中可知：氫氧化鋇、氫氧化鈉消耗二氧化碳體積分別為5L、5L，所以a～b之間先后發生的反應為：2NaOH+CO2═Na2CO3、Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3 ， 總反應為：NaOH+CO2═NaHCO3 ， 則b點溶液中溶質主要成分的化學式為NaHCO3 ， b～c之間發生反應：BaCO3+H2O+CO2═Ba（HCO3）2 ， 離子方程式為：BaCO3+H2O+CO2=Ba2++2HCO3﹣；
所以答案是：NaHCO3；BaCO3+H2O+CO2=Ba2++2HCO3﹣ ．