1、第十章第41讲考点二1(2017北京卷)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/58136181(升华)3161 412熔点/6925193304714在TiCl4中的溶解性互溶微溶难溶(1)氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知:TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)O2(g)H1175.4 kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H2220.9 kJmol1沸腾炉中加碳
2、氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式:TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(g)2CO(g)H 45.5 kJmol1。氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据如图判断:CO2生成CO反应的H_0(填“”“”或“”),判断依据:_随温度升高,CO含量增大,说明生成CO的反应是吸热反应_。氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液,则尾气的吸收液依次是_H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液_。氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有_MgCl2、AlCl3、FeCl3_。(2)精制过程:粗TiCl4经两步蒸
3、馏得纯TiCl4。示意图如下。物质a是_SiCl4_,T2应控制在_高于136_,低于181_。解析 (1)将已知的两个热化学方程式相加,即可得出答案。观察图像可知,随着温度的升高,CO的含量增大,说明平衡向生成CO的方向移动,所以生成CO的反应是吸热反应,H0。在室温下,TiCl4、SiCl4为液态,AlCl3、FeCl3、MgCl2为固态且在TiCl4中微溶或难溶,所以滤渣中应含有AlCl3、FeCl3、MgCl2,但AlCl3、FeCl3在TiCl4中微溶,故粗TiCl4混合液中仍然会存在少量的AlCl3、FeCl3。(2)TiCl4在蒸馏塔二中被蒸出,说明物质a应是一种沸点比TiCl4
4、低的物质,结合题给资料可知a是SiCl4。T2应控制在136 以上、181 以下,确保TiCl4被蒸出,同时AlCl3等杂质不被蒸出。2(2016浙江卷)无水MgBr2可用作催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图1,主要步骤如下:图1图2步骤1三颈瓶中装入10 g镁屑和150 mL无水乙醚;装置B中加入15 mL液溴。步骤2缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。步骤3反应完毕后恢复至常温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0 ,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。步骤4室温下用苯溶解粗品,冷却至0 ,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160 分解
5、得无水MgBr2产品。已知:Mg与Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性;MgBr23C2H5OC2H5MgBr23C2H5OC2H5。请回答:(1)仪器A的名称是_干燥管_。实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是_防止镁屑与氧气反应,生成的MgO阻碍Mg与Br2的反应_。(2)如将装置B改为装置C(图2),可能会导致的后果是_会将液溴快速压入三颈瓶,反应过快大量放热而存在安全隐患_。(3)步骤3中,第一次过滤除去的物质是_镁屑_。(4)有关步骤4的说法,正确的是_BD_(填字母)。A可用95%的乙醇代替苯溶解粗品B洗涤晶体可选用0 的苯C加热至160 的主要目的是除去苯D该步骤的目的是
6、除去乙醚和可能残留的溴(5)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4)标准溶液滴定,反应的离子方程式:Mg2Y4=MgY2滴定前润洗滴定管的操作方法是_从滴定管上口加入少量待装液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿内壁,然后从下部放出,重复23次_。测定前,先称取0.250 0 g无水MgBr2产品,溶解后,用0.050 0 molL1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是_97.5%_(以质量分数表示)。解析 (1)装置图中仪器A为干燥管;镁有很强的金属活性,极易与O2反应生成MgO,MgO沉积在表面会阻止镁与溴的反应,所以不能用空气代替N2。(4)95%乙醇中含有的水会造成产物的分解,加热的主要目的是使三乙醚合溴化镁分解得到无水溴化镁,所以A、C项不正确;步骤4的目的是除去乙醚和可能残留的溴,所以应以苯作为洗涤剂洗涤,B、D项正确。