Question

【題目】二茂鐵在常溫下為橙黃色粉末，有樟腦氣味，用作節能、消煙、助燃添加劑等。可用下列方法合成：

回答下列問題：

(1)室溫下，環戊二烯以二聚體的形式存在。某實驗小組要得到環戊二烯，需先將環戊二烯二聚體解聚，已知：

①分離得到環戊二烯的操作為_____________________(填操作名稱)。

②由環戊二烯生成C5H5K的化學方程式為___________________。

(2)流程中所需的FeCl2·4H2O可通過下列步驟制得。

①用飽和Na2CO3溶液“浸泡”鐵屑的目的是_____________________________________。

②采用“趁熱過濾”，其原因是________________________________________________。

(3)用電解法制備二茂鐵時：

①不斷通入N2的目的是__________________________。

②Ni電極與電源的____________(填“正極”或“負極”)相連，電解過程中陽極的電極反應式為__________________，理論上電路中每轉移1 mol電子，得到產品的質量為____。

Answer 1

【答案】蒸餾 C5H6+KOH C5H5K+H2O 將鐵屑表面的油污除去 防止常溫過濾時FeCl2·4H2O結晶析出而損失 使電解在無氧條件下進行，防止Fe2+被氧化 負極 Fe-2e-=Fe2+ 93g

【解析】

（1）①互溶的有機物可根據沸點不同，利用蒸餾的方法進行分離；

②從流程圖中給出信息作答；
（2）制備無水FeCl2，用熱Na2CO3溶液浸泡是利用碳酸鈉溶液的堿性除去鐵表面的油污，過濾得到鐵屑，洗滌、烘干，鹽酸和鐵反應，鐵屑過量，確保反應后的液體中不含Fe3+，生成氯化亞鐵，趁熱過濾，減少氯化亞鐵析出，將濾液濃縮結晶FeCl24H2O，氯化亞鐵為強酸弱堿鹽，水解，需在氯化氫的氣流中脫水得到無水氯化亞鐵；

（3）①二茂鐵中鐵是+2價，易被空氣中氧氣氧化，通入氮氣排盡裝置中空氣，使電解在無氧條件下進行，防止Fe2+被氧化；
②依據流程圖可以看出，Fe作電解池的陽極失電子發生氧化反應，Ni電極連接電源的負極做陰極，再依據電解原理分析作答。

（1） ①根據題干信息可知,環戊二烯二聚體( 沸點為174℃)、環戊二烯(沸點為41℃)，分離得到環戊二烯，可利用兩者的沸點相差較大，采用蒸餾的方法進行分離，

故答案為：蒸餾；

②從流程圖中可以看出，由環戊二烯生成C5H5K的化學方程式為：C5H6+KOH C5H5K+H2O；

（2）①油污在堿性條件下水解，用熱Na2CO3溶液浸泡是利用碳酸鈉溶液的堿性除去鐵表面的油污；

②一般情況下溶解度隨溫度的升高而增大，因此趁熱過濾可防止常溫過濾時FeCl2·4H2O結晶析出而損失；

（3） ①二茂鐵中鐵是+2價，易被空氣中氧氣氧化，通入氮氣排盡裝置中空氣，防止實驗過程中亞鐵離子被氧化，

故答案為：排盡裝置內空氣；

②Fe作電解池的陽極失電子發生氧化反應，其電極反應式為：Fe-2e-=Fe2+，Ni做電解池的陰極，連接電源的負極，在電解過程中，理論上電路中每轉移1 mol電子，生成的Fe2+的物質的量為0.5mol，則得到的二茂鐵的物質的量為0.5mol，其質量為0.5mol×186g/mol=93g。