Question

【題目】二茂鐵可用作燃料的節能消煙劑、抗爆劑等，廣泛應用于航天、化工等領域中。實驗室制備二茂鐵的裝置示意圖如圖所示：

已知：Ⅰ.二茂鐵熔點是173 ℃，在100℃時開始升華；沸點是249℃。

Ⅱ.制備二茂鐵的反應原理是：2KOH＋FeCl2＋2C5H6=Fe(C5H5)2＋2KCl＋2H2O。

實驗步驟為：

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無水乙醚到燒瓶中，充分攪拌，同時通氮氣約10 min；

②再從儀器a滴入5.5 mL新蒸餾的環戊二烯(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，慢慢滴入儀器c中，45 min滴完，繼續攪拌45 min；

④再從儀器a加入25 mL無水乙醚攪拌；

⑤將c中的液體轉入分液漏斗中，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c的名稱是______。和普通分液漏斗相比，使用恒壓滴液漏斗a的優點是______。

(2)步驟①中通入氮氣的作用是_________。

(3)步驟⑤用鹽酸洗滌的目的是_________。

(4)步驟⑦是二茂鐵粗產品的提純，該過程在如圖裝置中進行，其操作名稱為__________；為了確認得到的是二茂鐵，還需要進行的一項簡單實驗是__________；

(5)若最終制得純凈的二茂鐵4.3 g，則該實驗的產率為________(保留小數點后一位)。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶 平衡氣壓，有利于漏斗中的液體順利流下 排盡裝置中的空氣，防止Fe2＋被氧化 除去多余的KOH 升華 測定所得固體的熔點 58.4%

【解析】

根據儀器的結構確定儀器的名稱，二茂鐵中鐵是+2價，易被空氣中氧氣氧化，據此分析通入氮氣的目的，結合反應原理，分析三頸燒瓶中的剩余物得出鹽酸洗滌的目的，根據環戊二烯計算二茂鐵的理論產量，，以此計算。

(1)根據儀器c的結構可知，c為三頸燒瓶，使用恒壓滴液漏斗a可以平衡氣壓，有利于漏斗中的液體順利流下，故答案為：三頸燒瓶；平衡氣壓，有利于漏斗中的液體順利流下；

(2)二茂鐵中鐵是+2價，易被空氣中氧氣氧化，通入氮氣可排盡裝置中空氣，防止實驗過程中亞鐵離子被氧化，故答案為：排盡裝置中的空氣，防止Fe2+被氧化；

(3)根據制備二茂鐵的化學反應方程式，以及所給的KOH、氯化鐵、環戊二烯的量，可知加入KOH應是過量的，因此步驟⑤中加入鹽酸的目的是除去多余的KOH，故答案為：除去多余的KOH；

(4)根據已知信息，二茂鐵在100℃時開始升華，再加上裝置的示意圖，蒸發皿上倒扣的漏斗，固體受熱升華，再在漏斗上凝華，變成固體，為了確認是不是二茂鐵，利用其物理或者化學性質，根據已知，二茂鐵的熔點為173℃，可以測定其熔點，故答案為：升華；測定所得固體的熔點；

(5)環戊二烯的質量為5.5×0.95g=5.225g，FeCl2的質量為6.5g，根據反應方程式可知FeCl2過量，根據環戊二烯進行計算，理論上產生二茂鐵的質量為，則產率為，故答案為：58.4%。