\(\rm{TiCl_{4}}\)是由钛精矿\(\rm{(}\)主要成分为\(\rm{TiO_{2})}\)制备钛\(\rm{(Ti)}\)的重要中间产物,制备纯\(\rm{TiCl_{4}}\)的流程示意图如下:
资料:\(\rm{TiCl_{4}}\)及所含杂质氯化物的性质
化合物 | \(\rm{SiCl_{4}}\) | \(\rm{TiCl_{4}}\) | \(\rm{AlCl_{3}}\) | \(\rm{FeCl_{3}}\) | \(\rm{MgCl_{2}}\) |
沸点\(\rm{/℃}\) | \(\rm{58}\) | \(\rm{136}\) | \(\rm{181(}\)升华\(\rm{)}\) | \(\rm{316}\) | \(\rm{1412}\) |
熔点\(\rm{/℃}\) | \(\rm{-69}\) | \(\rm{25}\) | \(\rm{193}\) | \(\rm{304}\) | \(\rm{714}\) |
在\(\rm{TiCl_{4}}\)中的溶解性 | 互溶 | \(\rm{-}\) | 微溶 | 难溶 |
\(\rm{(1)}\)氯化过程:\(\rm{TiO_{2}}\)与\(\rm{Cl_{2}}\)难以直接反应,加碳生成\(\rm{CO}\)和\(\rm{CO_{2}}\)可使反应得以进行。
已知:\(\rm{TiO_{2}(s) +2Cl_{2}(g)=TiCl_{4}(g)+O_{2}(g)}\) \(\rm{\triangle H_{1}=+175.4kJ⋅mol^{-1}}\)
\(\rm{2C(s) + O_{2}(g)=2CO(g)}\) \(\rm{\triangle H_{2}=-220.9kJ⋅mol^{-1}}\)
\(\rm{CO_{\;2}}\) \(\rm{(g) =CO(g)+1/2O_{\;2}}\) \(\rm{(g)\triangle H_{3} =+283 kJ⋅ mol^{-1}}\)
\(\rm{①}\)沸腾炉中加碳氯化生成\(\rm{TiCl_{4}(g)}\)和\(\rm{CO_{2}(g)}\)的热化学方程式: 。
\(\rm{②}\)氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的\(\rm{HCl}\)和\(\rm{Cl_{2}}\)经吸收可得粗盐酸、\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液,则尾气的吸收液依次是 。
\(\rm{③}\)氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗\(\rm{TiCl_{4}}\)混合液,则滤渣中含有 。
\(\rm{(2)}\)精制过程:粗\(\rm{TiCl_{4}}\)经两步蒸馏得纯\(\rm{TiCl_{4}}\)。示意图如下:
物质\(\rm{a}\)是 ,\(\rm{T_{2}}\)应控制在 。