Question

【题目】二茂铁可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等，广泛应用于航天、化工等领域中。实验室制备二茂铁的装置示意图如图所示：

已知：Ⅰ.二茂铁熔点是173 ℃，在100℃时开始升华；沸点是249℃。

Ⅱ.制备二茂铁的反应原理是：2KOH＋FeCl2＋2C5H6=Fe(C5H5)2＋2KCl＋2H2O。

实验步骤为：

①在三颈烧瓶中加入25 g粉末状的KOH，并从仪器a中加入60 mL无水乙醚到烧瓶中，充分搅拌，同时通氮气约10 min；

②再从仪器a滴入5.5 mL新蒸馏的环戊二烯(C5H6，密度为0.95 g·cm－3)，搅拌；

③将6.5 g无水FeCl2与(CH3)2SO(二甲亚砜，作溶剂)配成的溶液25 mL装入仪器a中，慢慢滴入仪器c中，45 min滴完，继续搅拌45 min；

④再从仪器a加入25 mL无水乙醚搅拌；

⑤将c中的液体转入分液漏斗中，依次用盐酸、水各洗涤两次，分液得橙黄色溶液；

⑥蒸发橙黄色溶液，得二茂铁粗产品。

回答下列问题：

(1)仪器c的名称是______。和普通分液漏斗相比，使用恒压滴液漏斗a的优点是______。

(2)步骤①中通入氮气的作用是_________。

(3)步骤⑤用盐酸洗涤的目的是_________。

(4)步骤⑦是二茂铁粗产品的提纯，该过程在如图装置中进行，其操作名称为__________；为了确认得到的是二茂铁，还需要进行的一项简单实验是__________；

(5)若最终制得纯净的二茂铁4.3 g，则该实验的产率为________(保留小数点后一位)。

Answer 1

【答案】三颈烧瓶 平衡气压，有利于漏斗中的液体顺利流下 排尽装置中的空气，防止Fe2＋被氧化 除去多余的KOH 升华 测定所得固体的熔点 58.4%

【解析】

根据仪器的结构确定仪器的名称，二茂铁中铁是+2价，易被空气中氧气氧化，据此分析通入氮气的目的，结合反应原理，分析三颈烧瓶中的剩余物得出盐酸洗涤的目的，根据环戊二烯计算二茂铁的理论产量，，以此计算。

(1)根据仪器c的结构可知，c为三颈烧瓶，使用恒压滴液漏斗a可以平衡气压，有利于漏斗中的液体顺利流下，故答案为：三颈烧瓶；平衡气压，有利于漏斗中的液体顺利流下；

(2)二茂铁中铁是+2价，易被空气中氧气氧化，通入氮气可排尽装置中空气，防止实验过程中亚铁离子被氧化，故答案为：排尽装置中的空气，防止Fe2+被氧化；

(3)根据制备二茂铁的化学反应方程式，以及所给的KOH、氯化铁、环戊二烯的量，可知加入KOH应是过量的，因此步骤⑤中加入盐酸的目的是除去多余的KOH，故答案为：除去多余的KOH；

(4)根据已知信息，二茂铁在100℃时开始升华，再加上装置的示意图，蒸发皿上倒扣的漏斗，固体受热升华，再在漏斗上凝华，变成固体，为了确认是不是二茂铁，利用其物理或者化学性质，根据已知，二茂铁的熔点为173℃，可以测定其熔点，故答案为：升华；测定所得固体的熔点；

(5)环戊二烯的质量为5.5×0.95g=5.225g，FeCl2的质量为6.5g，根据反应方程式可知FeCl2过量，根据环戊二烯进行计算，理论上产生二茂铁的质量为，则产率为，故答案为：58.4%。