Question

二茂鐵及其衍生物被廣泛地用作火箭燃料的添加劑、汽油的抗震劑、抗輻射劑等。二茂鐵〔()₂Fe²⁺〕，其分子結(jié)構(gòu)如下圖所示：

二茂鐵是橙黃色針狀晶體，熔點(diǎn)173 ℃，沸點(diǎn)249 ℃，有強(qiáng)的熱穩(wěn)定性。不溶于水、稀氫氧化鈉溶液和熱濃鹽酸，但溶于稀硝酸、濃硫酸、苯、乙醚和四氫呋喃，對(duì)空氣和濕氣都穩(wěn)定。二茂鐵具有芳香性，環(huán)上發(fā)生的反應(yīng)類似于苯環(huán)。

二茂鐵常見(jiàn)制備方法：

①合成法：由金屬鈉與環(huán)戊二烯(C₅H₆)在四氫呋喃(代號(hào)THF)溶液中反應(yīng)，先制得環(huán)戊二烯鈉，然后讓環(huán)戊二烯鈉與氯化亞鐵反應(yīng)制得二茂鐵。

②電解法：電解時(shí)，以鐵板和鎳板作電極，電解液為碘化鈉的環(huán)戊二烯溶液。

閱讀以上材料，試回答下列問(wèn)題：

(1)環(huán)戊二烯與二茂鐵中各有___________種和___________種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子。

(2)寫出二茂鐵與濃硫酸、醋酸酐〔(CH₃CO)₂O〕混合發(fā)生磺化反應(yīng)生成一取代物的反應(yīng)式：____________________________________________________________，并預(yù)測(cè)二茂鐵能否發(fā)生硝化反應(yīng)，說(shuō)明理由_________________________________________________________。

(3)寫出合成法制備二茂鐵的相關(guān)化學(xué)方程式：_____________________________________。

(4)寫出電解法制備二茂鐵的陽(yáng)極反應(yīng)________________________________________，碘化鈉的作用是_______________________________________________________________。

Answer 1

(1)3  1

不能，因?yàn)闈庀跛岬膹?qiáng)氧化性會(huì)將二茂鐵中的亞鐵氧化

(3)2C₅H₆+2Na2NaC₅H₅+H₂↑；

2NaC₅H₅+FeCl₂Fe(C₅H₅)₂+2NaCl

(4)Fe-2e^-Fe²⁺  ①I^-存在可以防止Fe²⁺進(jìn)一步被氧化；

②鈉離子在陰極放電生成鈉，鈉再與環(huán)戊二烯反應(yīng)生成NaC₅H₅和氫氣

解析：本題綜合了有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的性質(zhì)，解題時(shí)要注意審題，挖掘隱含條件。二茂鐵具有芳香性，則其烴基中的碳碳鍵與苯環(huán)中的碳碳鍵類似；二茂鐵中的鐵呈+2價(jià)，則二茂鐵具有較強(qiáng)的還原性，容易被氧化。