(15分)二茂铁是一种金属有机化合物,又名双环戊二烯基铁,是由2个环戊二烯负离子和一个二价铁离子键合而成的有机物,它是火箭固体燃烧过程的加速剂、柴油的消烟节能添加剂、汽油抗爆助燃剂;各类重质燃料、煤、原油、聚合物等的消烟促燃剂。由二茂铁合成乙酰基二茂铁的原理如下:
其实验步骤如下:
步骤1:如图Ⅰ所示,取1 g二茂铁与3 mL乙酸酐于装置中,开通搅拌器,慢慢滴加85%磷酸1 mL,加热回流5 min。
步骤2:待反应液冷却后,倒入烧杯中加入10 g碎冰,搅拌至冰全部融化,缓慢滴加NaHCO3溶液中和至中性,置于冰水浴中15 min。抽滤,烘干,得到乙酰基二茂铁粗产品。
步骤3:将乙酰基二茂铁粗产品溶解在苯中,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,得到纯净的乙酰基二茂铁并回收乙醚。
(1)图I中仪器B的名称为 ,其中磷酸的作用为 该实验制备的乙酰基二茂铁分子式为 。
(2)步骤2中需缓慢滴加NaHCO3溶液,并且要充分搅拌,原因是 。
(3)步骤2中不需要测定溶液的pH就可以判断溶液接近中性,其现象是 。
(4)步骤4中操作X的名称是 ,该操作中不能使用明火的原因是 。
(5)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 (写一种即可)。
高三化学实验题极难题
(15分)二茂铁是一种金属有机化合物,又名双环戊二烯基铁,是由2个环戊二烯负离子和一个二价铁离子键合而成的有机物,它是火箭固体燃烧过程的加速剂、柴油的消烟节能添加剂、汽油抗爆助燃剂;各类重质燃料、煤、原油、聚合物等的消烟促燃剂。由二茂铁合成乙酰基二茂铁的原理如下:
其实验步骤如下:
步骤1:如图Ⅰ所示,取1 g二茂铁与3 mL乙酸酐于装置中,开通搅拌器,慢慢滴加85%磷酸1 mL,加热回流5 min。
步骤2:待反应液冷却后,倒入烧杯中加入10 g碎冰,搅拌至冰全部融化,缓慢滴加NaHCO3溶液中和至中性,置于冰水浴中15 min。抽滤,烘干,得到乙酰基二茂铁粗产品。
步骤3:将乙酰基二茂铁粗产品溶解在苯中,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,得到纯净的乙酰基二茂铁并回收乙醚。
(1)图I中仪器B的名称为 ,其中磷酸的作用为 该实验制备的乙酰基二茂铁分子式为 。
(2)步骤2中需缓慢滴加NaHCO3溶液,并且要充分搅拌,原因是 。
(3)步骤2中不需要测定溶液的pH就可以判断溶液接近中性,其现象是 。
(4)步骤4中操作X的名称是 ,该操作中不能使用明火的原因是 。
(5)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 (写一种即可)。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
二茂铁分子是一种金属有机配合物,是燃料油的添加剂,用以提高燃烧的效率和去烟,可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示,下列说法正确的是
A.二茂铁中与环戊二烯离子之间为离子键
B.1mol环戊二烯中含有键的数目为
C.分子中存在键
D.的电子排布式为
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
二茂铁(结构如图)是一个典型的金属有机化合物,实验室常用氯化亚铁和环戊二烯在碱性条件下反应得到。反应原理为:FeCl2+2C5H6+2KOH→Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O
二茂铁的熔点为172~173℃,在100℃开始升华。能溶于乙醚、二甲亚砜等非极性溶剂,不溶于水,对碱和非氧化性酸稳定。制备的步骤如下:
步骤1.在150mL的三颈瓶中加入25g细粉末状KOH和60mL无水乙醚,通入氮气并搅拌约10分钟使之尽可能溶解,然后加入5.5 mL环戊二烯,再搅拌10分钟。
步骤2. 向烧杯中加入25 mL二甲亚砜和6.5g新制的无水氯化亚铁,微热至40℃并搅拌使其溶解,然后加入滴液漏斗中。
步骤3. 按图所示的装置装配好仪器,打开滴液漏斗的活塞,缓慢将氯化亚铁等加入三颈瓶中,并继续搅拌1小时。
步骤4. 反应结束后,将混合物倒入100mL 18%的盐酸溶液,将烧杯放在冰浴中冷却,搅拌约10分钟,使结晶完全。
步骤5. 抽滤,将获得的产品以冷水洗涤2~3次,低温风干得到粗制的二茂铁。
(1)步骤1中通入N2的目的可能是 。
(2)步骤2中,滴液漏斗侧边的玻璃导管的作用是 。
(3)实验装置中,冷凝管通水,水应从 口进(选填a或b)。
(4)步骤4将反应后的混合物倒入盐酸中,发生主要反应的离子方程式是 。
(5)步骤5用冷水洗涤是因为 ,因此可采用 的方法,进一步提纯二茂铁。
高三化学实验题困难题查看答案及解析
二茂铁(结构如图)是一个典型的金属有机化合物,实验室常用氯化亚铁和环戊二烯在碱性条件下反应得到。反应原理为:FeCl2+2C5H6+2KOH→Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O
二茂铁的熔点为172~173℃,在100℃开始升华。能溶于乙醚、二甲亚砜等非极性溶剂,不溶于水,对碱和非氧化性酸稳定。制备的步骤如下:
步骤1.在150mL的三颈瓶中加入25g细粉末状KOH和60mL无水乙醚,通入氮气并搅拌约10分钟使之尽可能溶解,然后加入5.5 mL环戊二烯,再搅拌10分钟。
步骤2. 向烧杯中加入25 mL二甲亚砜和6.5g新制的无水氯化亚铁,微热至40℃并搅拌使其溶解,然后加入滴液漏斗中。
步骤3. 按图所示的装置装配好仪器,打开滴液漏斗的活塞,缓慢将氯化亚铁等加入三颈瓶中,并继续搅拌1小时。
步骤4. 反应结束后,将混合物倒入100mL 18%的盐酸溶液,将烧杯放在冰浴中冷却,搅拌约10分钟,使结晶完全。
步骤5. 抽滤,将获得的产品以冷水洗涤2~3次,低温风干得到粗制的二茂铁。
(1)步骤1中通入N2的目的可能是________。
(2)步骤2中,滴液漏斗侧边的玻璃导管的作用是________。
(3)实验装置中,冷凝管通水,水应从________口进(选填a或b)。
(4)步骤4将反应后的混合物倒入盐酸中,发生主要反应的离子方程式是________。
(5)步骤5用冷水洗涤是因为________,因此可采用________的方法,进一步提纯二茂铁。
高三化学实验题简单题查看答案及解析
二茂铁(结构如图)是一个典型的金属有机化合物,实验室常用氯化亚铁和环戊二烯在碱性条件下反应得到。反应原理为:FeCl2+2C5H6+2KOH→Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O
二茂铁的熔点为172~173℃,在100℃开始升华。能溶于乙醚、二甲亚砜等非极性溶剂,不溶于水,对碱和非氧化性酸稳定。制备的步骤如下:
步骤1.在150mL的三颈瓶中加入25g细粉末状KOH和60mL无水乙醚,通入氮气并搅拌约10分钟使之尽可能溶解,然后加入5.5 mL环戊二烯,再搅拌10分钟。
步骤2. 向烧杯中加入25 mL二甲亚砜和6.5g新制的无水氯化亚铁,微热至40℃并搅拌使其溶解,然后加入滴液漏斗中。
步骤3. 按图所示的装置装配好仪器,打开滴液漏斗的活塞,缓慢将氯化亚铁等加入三颈瓶中,并继续搅拌1小时。
步骤4. 反应结束后,将混合物倒入100mL 18%的盐酸溶液,将烧杯放在冰浴中冷却,搅拌约10分钟,使结晶完全。
步骤5. 抽滤,将获得的产品以冷水洗涤2~3次,低温风干得到粗制的二茂铁。
(1)步骤1中通入N2的目的可能是________。
(2)步骤2中,滴液漏斗侧边的玻璃导管的作用是________。
(3)实验装置中,冷凝管通水,水应从________口进(选填a或b)。
(4)步骤4将反应后的混合物倒入盐酸中,发生主要反应的离子方程式是________。
(5)步骤5用冷水洗涤是因为________,因此可采用________的方法,进一步提纯二茂铁。
高三化学实验题简单题查看答案及解析
二茂铁[(C5H5)2Fe] 分子是一种金属有机配合物,是燃料油的添加剂,用以提高燃烧的效率和去烟,可作为导弹和卫星的涂料等。
它的结构如右图所示,下列说法正确的是( )
A.二茂铁中Fe2+与环戊二烯离子(C5H5-)之间为离子键
B.1mol环戊二烯()中含有σ键的数目为5NA
C.分子中存在π键
D.Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
高三化学选择题中等难度题查看答案及解析
环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2,结构简式为),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。
该电解池的阳极为____________,总反应为__________________。电解制备需要在无水条件下进行,原因为_________________________。
高三化学解答题困难题查看答案及解析
环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2,结构简式为),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。下列说法错误的是( )
A.制备二茂铁总反应为:Fe+2=+H2↑
B.电解制备需要在无水条件下进行
C.Ni电极与电源负极连接
D.阳极电极反应为:2Br--2e-=Br2
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2,结构简式为],后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。下列说法正确的是( )
A.该电池工作是,镍连接的是电源的正极
B.可将该电池的DMF惰性有机溶剂更换为NaOH溶液
C.该反应的总反应方程式为Fe+2+H2↑
D.溶液中的Na+离子不断的向Fe附近移动
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
铁及其化合物用途非常广泛,如二茂铁可用作火箭燃料添加剂,铁酸锶用于直流电机永久陶瓷磁铁。用环戊二烯钠法制备二茂铁(如图)的原理为C5H6+NaOH→C5H5Na+H2O;2C5H5Na+FeCl2→(C5H5)2Fe+2NaCl。
(1)铁元素的基态价电子排布式为________________。
(2)基态Na原子中,核外电子占据的最高能级的符号是________,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。Na和K属于同一主族,但金属Na的熔点比金属K高,原因是______________。
(3)(C5H5)2Fe中阴离子中的σ键总数为____个。分子中的大π键可用符号II表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Ⅱ),则中的大π键应表示为________________。
(4)用二乙胺法合成二茂铁的原料有(C2H5)2NH、FeCl2·4H2O及C5H6。(C2H5)2NH分子中采用sp3杂化的原子是________;FeCl2·4H2O是一种配合物,其结构如图所示,Fe2+与配体之间形成的化学键称为____________。
(5)铁酸锶的晶胞结构如下图所示:
①晶胞中距离最近的两个氧原子的距离为________cm(列出计算表达式即可)。
②该晶体的密度为_____________g·cm-3(列出计算表达式即可)。
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