Question

四氯化鈦是無(wú)色液體，沸點(diǎn)為136℃。它極易水解，遇空氣中的水蒸氣即產(chǎn)生“白煙”(TiCl₄＋H₂O=TiOCl₂＋2HCl↑)。在650～850℃下，將氯氣通過(guò)二氧化鈦和炭粉的混合物可得到四氯化鈦和一種有毒氣體。如圖是某科研小組制備TiCl₄的反應(yīng)裝置，其主要操作步驟如下：

①連接好整套裝置，在通Cl₂前先通入CO₂氣體并持續(xù)一段時(shí)間；
②當(dāng)錐形瓶中TiCl₄的量不再增加時(shí)，停止加熱，從側(cè)管中改通CO₂氣體直到電爐中的瓷管冷卻為止；
③將TiO₂、炭粉混合均勻后，裝入管式電爐中；
④將電爐升溫到800℃，一段時(shí)間后改通Cl₂，同時(shí)在冷凝管中通冷凝水。
試回答下列問(wèn)題：
(1)正確的操作順序?yàn)?填序號(hào))________。
(2)C裝置中的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________。
(3)B中的試劑為_(kāi)_______；其作用是__________________________。
(4)D裝置的作用是_________________________________________。
(5)干燥管中無(wú)水CaCl₂的作用是_____________________________。
(6)從環(huán)境保護(hù)的角度，提出一個(gè)優(yōu)化方案：__________________________。

Answer 1

　(1)③①④②
(2)TiO₂＋2Cl₂＋2CTiCl₄＋2CO
(3)濃硫酸　干燥氯氣
(4)冷凝四氯化鈦
(5)防止E中的水蒸氣進(jìn)入D中，使TiCl₄水解
(6)在尾氣出口處加一點(diǎn)燃的酒精燈或增加一尾氣處理裝置

　由題意四氯化鈦極易水解，故應(yīng)首先用惰性氣體(這里指CO₂)排盡裝置中的空氣，且制得的氯氣應(yīng)先經(jīng)過(guò)干燥，即B中應(yīng)盛裝濃硫酸，且制得的四氯化鈦應(yīng)采取保護(hù)措施，避免與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，故在冷凝管后連接了無(wú)水氯化鈣；在650℃～850℃下發(fā)生反應(yīng)生成四氯化鈦和一氧化碳，在D裝置中被冷卻并收集，尾氣中含有沒(méi)反應(yīng)的氯氣以及一氧化碳，故裝置最后還需要添加處理一氧化碳的裝置。由上分析可得正確的操作順序應(yīng)為③①④②。