Question

【題目】二茂鐵可用作燃料的節能消煙劑、抗爆劑等。實驗室制備二茂鐵裝置示意圖如圖一

已知：①二茂鐵熔點是173℃，在100℃時開始升華；沸點是249℃。

②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25g粉末狀的KOH，并從儀器a中加入60mL無水乙醚到燒瓶中，充分攪拌，同時通氮氣約10min；

②再從儀器a滴入5.5mL新蒸餾的環戊二烯（C5H6, 密度為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，慢慢滴入儀器c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b的名稱是________________________.

（2）步驟①中通入氮氣的目的是____________________________________________________.

（3）儀器c的適宜容積應為(選編號)：_________

①100mL ②250mL ③500mL

（4）步驟⑤用鹽酸洗滌的目的是__________________________________________________

（5）步驟⑦是二茂鐵粗產品的提純，該過程在圖二中進行，其操作名稱為_________；該操作中棉花的作用是______________________________________________________.

（6）為了確認得到的是二茂鐵，還需要進行的一項簡單實驗是__________________________；若最終制得純凈的二茂鐵4.3g，則該實驗的產率為____________（保留三位有效數字）。

Answer 1

【答案】 球形冷凝管 排盡裝置中的空氣，防止Fe2＋被氧化 ② 除去多余的KOH 升華 防止二茂鐵揮發進入空氣中 測定所得固體的熔點 58.4%

【解析】考查實驗方案設計與評價，（1）根據儀器的特點，儀器b為球形冷凝管；（2）Fe2＋具有還原性，能被氧氣氧化，根據實驗目的，通入氮氣的目的是排除裝置的空氣，防止Fe2＋被氧化；（3）根據實驗，加入到儀器c中液體體積總和為(60＋5.5＋25＋25)mL=115.5mL，因此選用250mL的三頸燒瓶，故②正確；（4）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，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；（5）根據信息①，二茂鐵在100℃時易升華，因此圖二操作名稱為升華，棉花的作用是防止升華的二茂鐵進入空氣中；（6）利用二茂鐵的熔點低的特點，檢驗是否是二茂鐵；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5.225×186/(2×66)g=7.3625g，產率為4.3/7.3625×100%=58.4%。