题目内容

18．乙酰基二茂铁常用作火箭燃料添加剂、汽油抗暴剂等，由二茂铁合成乙酰基二茂铁的原理如图III所示．已知乙酸酐易水解，乙醚的沸点为34.6℃，乙酰基二茂铁的沸点为163℃，图Ⅱ中的氧化铝是一种扩散剂．实验步骤如下：

步骤①：如图Ⅰ所示，将1g二茂铁与3mL乙酸酐加入干燥的三颈烧瓶中，在搅拌下慢慢滴加磷酸1mL，加热回流5分钟．
步骤②：将反应液倒入烧杯，加入10g碎冰，在搅拌下缓 慢滴加NaHCO3 溶液至烧杯中的酸性物质基本耗尽，置于冰水浴中15min．过滤，烘干，得到乙酰基二茂铁粗品．
步骤③：将粗品溶解在苯中，从图Ⅱ装置的分液漏斗中滴下，再用乙醚淋洗．
步骤④：将其中一段时间的淋洗液收集，并进行操作X，得到纯净的针状晶体乙酰基二茂铁并回收乙醚．
（1）步骤①要求无水操作，原因是防止乙酸酐水解．
（2）步骤②中的过滤操作，除烧杯外还必须使用的属于硅酸盐材质的仪器是漏斗、玻璃棒．
（3）步骤②中不需要测定溶液的pH就可判断烧杯中的酸性物质基本耗尽，依据的现象是滴加NaHCO3溶液至不再产生气泡，必须缓慢滴加的理由是防止产生CO2速率太快，将液体冲出烧杯．
（4）步骤④中操作X的名称是蒸馏．
（5）步骤③将粗产品中杂质分离所利用的原理是不同物质在扩散剂中扩散速率不同．
（6）为确定产品乙酰基二茂铁中是否含有杂质二乙酰基二茂铁（），可以使用的仪器分析方法是质谱法或核磁共振氢谱．

分析 （1）依据乙酸酐易水解分析；
（2）过滤操作，需用到烧杯、玻璃棒、漏斗等仪器；
（3）酸能和碳酸氢钠反应生成CO2气体，故滴加NaHCO3溶液不再产生气泡时可以说明溶液接近中性；缓慢滴加是防止反应速率太快；
（4）得到纯净的针状晶体乙酰基二茂铁并回收乙醚，应进行蒸馏；
（5）不同物质在扩散剂中扩散的速率不同；
（6）可用质谱法或核磁共振氢谱确定有机物的结构．

解答 解：（1）由于乙酸酐极易水解，故合成过程中要求无水操作，防止乙酸酐水解；
故答案为：防止乙酸酐水解；
（2）过滤操作，需用到烧杯、玻璃棒、漏斗等仪器，则除烧杯外还必须使用的属于硅酸盐材质的仪器是玻璃棒、漏斗，
故答案为：玻璃棒、漏斗；
（3）酸能和碳酸氢钠反应生成CO2气体，故滴加NaHCO3溶液不再产生气泡时可以说明溶液接近中性；酸与碳酸氢钠反应速率较快，缓慢滴加是防止产生CO2速率太快，将液体冲出烧杯；
故答案为：滴加NaHCO3溶液不再产生气泡；防止产生CO2速率太快，将液体冲出烧杯；
（4）由于有机物之间的溶解性大，但沸点相差较大，所以X的操作名称应该是蒸馏；
故答案为：蒸馏；
（5）不同物质在扩散剂中扩散的速率不同，故可以使用层析法进行分离，
故答案为：不同物质在扩散剂中扩散的速率不同；
（6）由于乙酰基二茂铁和二乙酰基二茂铁的结构不同，相对分子质量不同，但都含有相同的官能团，所以可以使用的仪器分析方法是质谱法或核磁共振氢谱，
故答案为：质谱法或核磁共振氢谱．

点评 本题以乙酰基二茂铁的制备为载体考查化学基本实验操作、仪器的选择、物质的分离和提纯以及有机物结构的鉴别，是高考中的常见考点和题型，难度中等．侧重考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．

练习册系列答案
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11．Ⅰ．请回答：
（1）H2O2的电子式．
（2）镁燃烧不能用CO2灭火，用化学方程式表示其理由2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$C+2MgO．
（3）在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，写出反应的离子方程式AgCl+Br-=AgBr+Cl-．
（4）完成以下氧化还原反应的离子方程式：
2MnO4-+5C2O42-+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O．
Ⅱ．化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂．一定条件下金属钠和H2反应生成甲．甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4．将4.80g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24L（已折算成标准状况）的H2．
请推测并回答：
（1）甲的化学式NaH．
（2）甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl．
（3）NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑．
（4）甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂（铁锈的成分表示为Fe2O3），脱锈过程发生反应的化学方程式3NaH+Fe2O3=2Fe+3NaOH．
（5）某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到的固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H2，即可证明得到的甲一定是纯净的．
判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由制备过程不合理，因为盐酸易挥发，氢气中混有HCl，导致产物中有NaCl；
验纯方法不合理，如果有Na残留，Na与水反应也产生氢气，且没有考虑混入的NaCl．
9．在常温下，对于pH=3的醋酸溶液．下列说法正确的是（　　）
A．在醋酸溶液中，NH4+、Na+、SiO32-、C2O42-能大量共存
B．与Na2S2O3溶液反应的离子方程式：S2O32-+2H+═S↓+SO2↑+H2O
C．常温下，加水稀释醋酸，$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）•c（O{H}^{-}）}$增大
D．该醋酸溶液中c（CH3COO-）＜0.001 mol•L-1
6．有机物G是一种具有可可香味的豆香型香料，适用于龙涎香香精中．其合成路线如图所示（反应条件及副产品均已略去）：

（1）在①-⑤的反应中，属于消去反应的是④（填代号）；A的高聚物广泛应用于润滑油中，其结构简式为．
（2）B中官能团的名称为醛基；C的系统名称是3-甲基-1-丁醇．
（3）E分子的同分异构体非常多，写出符合下列条件的同分异构体的结构简式（只写一种）：．
①有苯环无甲基可发生水解反应
②可与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀
③遇FeCl3溶液显紫色
（4）写出反应⑤的化学反应方程式：（CH3）2CHCH2CH2OH+$→_{△}^{浓硫酸}$+H2O．
（5）下列说法正确的是BD．
A．A分子核磁共振氢谱有3个吸收峰，且峰面积之比为3：3：2
B．D分子的所有碳原子共平面
C．与NaOH溶液反应，1molE最多消耗NaOH 2mol
D.1molF完全燃烧最多耗氧气10mol．
13．俗称“一滴香”的有毒物质被人食用后会损伤肝脏，还能致癌．“一滴香”的分子结构如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．lmol该有机物最多能与2molH2发生加成反应
B．该有机物能发生取代、加成和氧化反应
C．该有机物的分子式为C7H6O3
D．该有机物的一种芳香族同分异构体能发生银镜反应
3．由一种阳离子和两种酸根离子组成的盐称混盐．下列关于混盐Na4S2O3的有关判断，不正确的是（　　）
A．向溶液中加入酚酞溶液变红，说明该混盐水溶液呈碱性
B．向该混盐中加入稀H2SO4可以产生使品红褪色的气体
C．该混盐在酸性条件下可以产生淡黄色浑浊
D．用玻璃棒蘸取该混盐溶液灼烧，火焰呈黄色，说明溶液中含有Na+
10．2014年诺贝尔化学奖获得者Moerner早在1989年就利用吸收光谱在4K温度条件下观察到了单个并五苯的荧光信号，该项工作被称为里程碑式的贡献．并五苯一氯取代物数目为（　　）
A．4B．6C．7D．11
7．黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2，现有一种天然黄铜矿（含SiO2），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如图1实验：

现称取研细的黄铜矿样品1.84g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe3O4和SO2气体，实验后取d中溶液的$\frac{1}{10}$置于锥形瓶中，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，消耗标准溶液20mL．请回答下列问题：
（1）将样品研细后再反应，其目的是增大接触面积，使原料充分反应、加快反应速率．
（2）装置a和c的作用分别是_bd和e（填标号，可以多选）．
a．除去SO2气体  b．除去空气中的水蒸气          c．有利于气体混合
d．有利于观察空气流速         e．除去反应后多余的氧气
（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确．
（4）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为50%．
（5）若用如图2装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的是②（填序号）．

（6）若将原装置d中的试液改为Ba（OH）2，测得的黄铜矿纯度会产生误差，假设实验操作均正确，可能的原因主要有空气中的CO2与Ba（OH）2反应生成BaCO3沉淀或BaSO3被氧化成BaSO4．
8．下列区分苯和己烯的试验方法和判断正确的是（　　）
A．分别点燃，无黑烟生成的是苯
B．分别加入溴水振荡，静置后分层，橙黄色消失的是己烯
C．分别加入溴的CCl4，静置后分层，上下两层均为无色的是已烯
D．分别加入酸性KMnO4溶液振荡，紫色消失的是己烯

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