Question

【題目】二茂鐵是一種具有芳香族性質的有機過渡金屬化合物。二茂鐵熔點是173℃，在100℃時開始升華，沸點是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有機溶劑；化學性質穩定，400℃以內不分解。實驗室制備二茂鐵裝置示意圖如下圖，實驗步驟為：

①在三頸燒瓶中加入25g粉末狀的KOH，并從儀器a 中加入60mL 無水乙醚到三頸燒瓶中，充分攪拌，同時通氮氣約10min；

②再從儀器a 滴入5.5 mL 新蒸餾的環戊二烯（C5H6、密度0.95g/cm3），攪拌；

③將6.5g 無水FeCl2 與(CH3)2SO（二甲亞砜，作溶劑）配成的溶液25ml 裝入儀器a中，慢慢滴入三頸燒瓶中，45min 滴完，繼續攪拌45min；

④再從儀器a 加入25mL 無水乙醚攪拌；

⑤將三頸燒瓶中液體轉入分液漏斗，依次用鹽酸、水各洗滌兩次，分液得橙黃色溶液；

⑥蒸發橙黃色溶液，得二茂鐵粗產品。

回答下列問題：

（1）儀器b 的名稱是__________________，作用是_____________________。

（2）步驟①中通入氮氣的目的是_____________________。

（3）三頸燒瓶的適宜容積應為__________ （填序號）；①100ml、②250ml、③500ml；步驟⑤所得的橙黃色溶液的溶劑是_____________________。

（4）KOH、FeCl2、C5H 6反應生成二茂鐵[Fe(C5H5)2]和KCl 的化學方程式為_____________________。

（5）二茂鐵粗產品的提純過程在上圖中進行，其操作名稱為________________。二茂鐵及其衍生物可做抗震劑用于制無鉛汽油，它們比曾經使用過的四乙基鉛安全得多，其中一個重要的原因是_________________________________。

（6）最終得到純凈的二茂鐵4.8g，則該實驗的產率為___________________（保留兩位有效數字）。

Answer 1

【答案】 球形冷凝管 冷凝回流有機物（或乙醚、環戊二烯和二甲亞砜） 將裝置中的空氣排盡（或排盡、除去氧氣），防止（避免、不讓）實驗過程中Fe2+被氧化 ② 乙醚或乙醚和二甲亞砜 2KOH+FeCl2+2C5H6=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O 升華 四乙基鉛反應后的產物會造成空氣污染 65%

【解析】（1）儀器b的名稱是球形冷凝管，其作用冷凝回流有機物；正確答案：球形冷凝管；冷凝回流有機物（或乙醚、環戊二烯和二甲亞砜。

2）該實驗過程中用到試劑氯化亞鐵，它易被氧氣氧化，所以需要通入氮氣，將裝置中的空氣排盡；正確答案：將裝置中的空氣排盡（或排盡、除去氧氣），防止（避免、不讓）實驗過程中Fe2+被氧化。

（3）根據題給的試劑的體積可知：60+5.5+25++25=115.5 ml,所以三頸燒瓶的適宜容積應為250ml；驟⑤所得的橙黃色溶液的溶劑是乙醚或乙醚和二甲亞砜；正確答案：②；乙醚或乙醚和二甲亞砜。

（4）由生成物可知，該反應為非氧化還原反應，KOH、FeCl2、C5H6反應生成二茂鐵[Fe(C5H5)2]和KCl，化學方程式為2KOH+FeCl2+2C5H6=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O；正確答案：2KOH+FeCl2+2C5H6=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O。

（5）由題給信息：二茂鐵熔點是173℃，在100℃時開始升華，所以二茂鐵粗產品的提純、操作名稱為升華；二茂鐵及其衍生物可做抗震劑用于制無鉛汽油，它們比曾經使用過的四乙基鉛安全得多，其中一個重要的原因是四乙基鉛反應后的產物會造成空氣污染；正確答案：升華；四乙基鉛反應后的產物會造成空氣污染。

（6）根據反應2KOH+FeCl2+2C5H6=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O可知：FeCl2-- Fe(C5H5)2，所以6.5克氯化亞鐵的量為6.5/127=0.05mol,生成Fe(C5H5)2的量為0.05mol，質量為0.05186=9.3g, 該實驗的產率為4.8/9.3×100%=56%，正確答案：56%。