Question

8．乙酰基二茂鐵是常用火箭燃料的添加劑、汽油抗暴劑等，由二茂鐵合成乙酰基二茂鐵的原理如圖1：

已知乙醚的沸點34.6℃，其合成與分離提純裝置如圖2、3．實驗步驟如下：
步驟①：如圖2所示，將1g二茂鐵與3mL乙酸酐加入已經干燥三頸燒瓶中，在攪拌下慢慢滴加磷酸1mL，加熱回流5分鐘．
步驟②：將反應液倒入燒杯，再加入10g碎冰，在攪拌下緩慢滴加NaHCO₃溶液中和至中性左右，置于冰水浴中15min．抽濾，烘干，得到乙酰基二茂鐵粗產品．
步驟③：將粗產品溶解在苯中，從圖3裝置的分液漏斗中滴下，再用乙醚淋洗．
步驟④：將其中一段時間的淋洗液收集，并進行操作X，得到純凈的針狀晶體乙酰基二茂鐵并回收乙醚．
（1）合成過程中要求無水操作，理由是防止乙酸酐水解．
（2）步驟②中的抽濾操作，除燒杯、玻璃棒、安全瓶外，還必須使用的屬于硅酸鹽材質的儀器有布氏漏斗、抽濾瓶．
（3）步驟②中緩慢滴加不需要測定溶液的pH就可以判斷溶液接近中性，其現象是滴加NaHCO₃溶液不再產生氣泡，緩慢滴加的理由是防止產生CO₂速率太快，將液體沖出燒杯．
（4）步驟③將粗產品中雜質分離實驗的原理是不同物質在擴散劑中擴散的速率不同．
（5）步驟④中操作X的名稱是蒸餾，操作X中使用的加熱方式最好是水浴加熱．
（6）為確定產品乙酰基二茂鐵中是否含有雜質二乙酰基二茂鐵（），可以使用的儀器分析方法是質譜法或核磁共振氫譜．

Answer 1

分析 （1）依據乙酸酐易水解分析；
（2）抽濾操作，需用到燒杯、玻璃棒、安全瓶、布氏漏斗和抽濾瓶等儀器；
（3）酸能和碳酸氫鈉反應生成CO₂氣體，故滴加NaHCO₃溶液不再產生氣泡時可以說明溶液接近中性；緩慢滴加是防止反應速率太快；
（4）不同物質在擴散劑中擴散的速率不同；
（5）得到純凈的針狀晶體乙酰基二茂鐵并回收乙醚，應進行蒸餾；乙醚沸點較低，應用水浴加熱；
（6）可用質譜法或核磁共振氫譜確定有機物的結構．

解答 解：（1）由于乙酸酐極易水解，故合成過程中要求無水操作，防止乙酸酐水解；
故答案為：防止乙酸酐水解；
（2）抽濾操作，需用到燒杯、玻璃棒、安全瓶、布氏漏斗和抽濾瓶等儀器，
故答案為：布氏漏斗、抽濾瓶；
（3）酸能和碳酸氫鈉反應生成CO₂氣體，故滴加NaHCO₃溶液不再產生氣泡時可以說明溶液接近中性；
緩慢滴加是防止產生CO₂速率太快，將液體沖出燒杯；
故答案為：滴加NaHCO₃溶液不再產生氣泡；防止產生CO₂速率太快，將液體沖出燒杯；
（4）不同物質在擴散劑中擴散的速率不同，故可以使用層析法進行分離，
故答案為：不同物質在擴散劑中擴散的速率不同；
（5）由于有機物之間的溶解性大，但沸點相差較大，所以X的操作名稱應該是蒸餾；
乙醚沸點較低，故應用水浴加熱，
故答案為：蒸餾；水浴加熱；
（6）由于乙酰基二茂鐵和二乙酰基二茂鐵的結構不同，相對分子質量不同，但都含有相同的官能團，所以可以使用的儀器分析方法是質譜法或核磁共振氫譜，
故答案為：質譜法或核磁共振氫譜．

點評 本題以乙酰基二茂鐵為載體考查化學基本實驗操作、儀器的選擇、物質的分離和提純以及有機物結構的鑒別，是高考中的常見考點和題型，難度中等．側重考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力．