Question

二茂铁及其衍生物被广泛地用作火箭燃料的添加剂，汽油的抗震剂，抗辐射剂等．二茂铁[（C₅H₅^--）₂Fe²⁺]．其分子结构如右图所示．二茂铁是橙黄色针状晶体，熔点173℃，沸点249℃，有强的热稳定性．不溶于水、稀氢氧化钠溶液和热浓盐酸，但溶于稀硝酸、浓硫酸、苯、乙醚和四氢呋喃，对空气和湿气都稳定．二茂铁具有芳香性，环上发生的反应类似于苯环．
二茂铁常见制备方法：
①合成法：由金属钠与环戊二烯（）在四氢呋喃（代号THF）溶液中反应，先制得环戊二烯钠，然后让环戊二烯钠与氯化亚铁反应制得二茂铁．
②电解法：电解时，以铁板和镍板作电极，电解液为碘化钠的环戊二烯溶液．阅读以上材料，试回答下列问题：
（1）环戊二烯与二茂铁中各有______种和______种化学环境不同的氢原子．
（2）写出二茂铁与浓硫酸、醋酸酐（（CH₃CO）₂O）混合发生磺化反应生成一取代物的反应式：______．
（3）写出合成法制备二茂铁的相关化学方程式：______

Answer

（1）由结构的对称性分析结构中不同位置的H原子；
（2）环状结构中的一个H原子被-SO3H取代；
（3）合成法中金属钠与环戊二烯反应生成氢气和环戊二烯钠；环戊二烯钠与氯化亚铁反应制得二茂铁；
（4）电解时阳极生成亚铁离子；碘离子可防止亚铁离子被氧化．
【解析】
（1）由结构的对称性可知，如图含有3种位置的H原子，二茂铁具有芳香性，环上发生的反应类似于苯环，环状结构中只有1种位置的H原子，故答案为：3；1；
（2）环状结构中的一个H原子被-SO3H取代，该磺化反应为，
故答案为：；

（3）合成法制备二茂铁的相关化学方程式为2+2Na2+H2↑、
2+FeCl2+2NaCl，
故答案为：2+2Na2+H2↑；2+FeCl2+2NaCl；
（4）因电解应生成亚铁离子，则电解法制备二茂铁的阳极反应为Fe-2e-=Fe2+，电解中加入NaI的作用为I-存在可以防止Fe2+进一步被氧化，
故答案为：Fe-2e-=Fe2+；I-存在可以防止Fe2+进一步被氧化．