Question

【題目】二茂鐵是一種特殊的金屬有機(jī)化合物，可用作燃料的節(jié)能消煙劑、抗爆劑等，熔點(diǎn)為173 ℃，在100 ℃時(shí)開始升華；沸點(diǎn)是249 ℃。實(shí)驗(yàn)室制備二茂鐵的反應(yīng)原理是：2KOH+FeCl2+2C5H6=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O，其裝置如下圖所示。

實(shí)驗(yàn)步驟為：

①在三頸燒瓶中加入25 g粉末狀的KOH，并從儀器a中加入60 mL無水乙醚，充分?jǐn)嚢�，同時(shí)通氮?dú)饧s10 min；

②再從儀器a滴入5.5 mL新蒸餾的環(huán)戊二烯(C5H6，密度為0.95 g·cm-3)，攪拌；

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

④再從儀器a加入25 mL無水乙醚攪拌；

⑤將三頸燒瓶中的液體轉(zhuǎn)入儀器X中，依次用鹽酸、水各洗滌兩次，分液得橙黃色溶液；

⑥蒸發(fā)橙黃色溶液，得二茂鐵粗產(chǎn)品。

回答下列問題：

(1)儀器a、X的名稱分別是_____________。

(2)步驟①中通入氮?dú)獾脑�因�?/span>_____________(用化學(xué)方程式表示)。

(3)三頸燒瓶的適宜容積應(yīng)為_________(選編號)。

①100 mL ②250 mL ③500 mL

(4)步驟⑤用鹽酸洗滌的目的是_______________。

(5)步驟⑦是二茂鐵粗產(chǎn)品的提純，操作裝置如圖二所示，其操作名稱為___________；該操作中棉花的作用是___________________。

(6)為了確認(rèn)得到的是二茂鐵，還需要進(jìn)行的一項(xiàng)簡單實(shí)驗(yàn)是__________。確定二茂鐵的結(jié)構(gòu)是下圖b而不是c，其測定的譜圖為_____________。

Answer 1

【答案】恒壓漏斗、分液漏斗 4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓ ② 除去多余的KOH 升華 防止二茂鐵揮發(fā)進(jìn)入空氣中 測定所得固體的熔點(diǎn) 核磁共振氫譜

【解析】

(1)根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)，結(jié)合儀器的用途確定儀器名稱；

(2)二茂鐵中鐵是+2價(jià)，易被空氣中氧氣氧化，通入氮?dú)馀疟M裝置中空氣；

(3)儀器c為三頸燒瓶，其中盛放液體的體積不超過容積的分析判斷；

(4)鹽酸可中和KOH生成KCl和水；

(5)二茂鐵有固體直接變成氣體，然后冷凝收集，稱為升華；棉花團(tuán)有防止粉末逸出的功能；

(6)可以通過測定所得固體的熔點(diǎn)確定；根據(jù)核磁共振氫譜圖確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)。

(1)根據(jù)裝置圖可知儀器a是恒壓漏斗；儀器X用于分離互不相溶的兩層液體物質(zhì)，使用的是分液漏斗；

(2)二茂鐵中鐵是+2價(jià)，易被空氣中氧氣氧化，通入氮?dú)馀疟M裝置中空氣，防止實(shí)驗(yàn)過程中亞鐵離子被氧化；

(3)由題意可知三頸燒瓶中共加入液體112.5 mL，三頸燒瓶中盛放液體的體積不超過容積的，所以應(yīng)該選擇的規(guī)格是250 mL三頸燒瓶，故合理選項(xiàng)是②；

(4)步驟⑤用鹽酸洗滌，可與其中的KOH發(fā)生中和反應(yīng)，而除去多余的KOH；

(5)二茂鐵由固體直接變成氣體，然后冷凝收集，其操作名稱為升華；該操作中棉花的作用是防止二茂鐵揮發(fā)進(jìn)入空氣中；

(6)為了確認(rèn)得到的是二茂鐵，還需要進(jìn)行的一項(xiàng)簡單實(shí)驗(yàn)是測定所得固體的熔點(diǎn)；可根據(jù)物質(zhì)的核磁共振氫譜圖確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)是b還是c，若是b結(jié)構(gòu)，分子中只有一種位置的H原子，只有1個(gè)吸收峰；若是圖c結(jié)構(gòu)，分子中含有3種不同位置的H原子，有3個(gè)吸收峰，吸收峰的面積比為1：2：2。