Question

某工厂含苯酚的工业废水处理的流程图如图：

（1）上述流程里，设备Ⅰ中进行的是　　操作（填写操作名称）．

（2）由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是　　，

（3）在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为：　．

（4）在设备Ⅳ中，物质B的水溶液和CaO反应后，产物是NaOH、H₂O和．

（5）上图中，能循环使用的物质是CO₂、CaO、NaOH水溶液、　．

　

Answer 1

考点：

物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．

专题：

实验设计题．

分析：

由流程可知，设备Ⅰ中含有苯和工业废水，可经萃取、分液得到苯酚的苯溶液混合物，进入设备Ⅱ，设备Ⅱ加入氢氧化钠溶液，可得到苯酚钠，在设备Ⅲ中通入二氧化碳可得到苯酚，发生C₆H₅ONa+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+NaHCO₃，设备Ⅳ中的主要物质为NaHCO₃，在溶液中加入氧化钙，可生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，

（1）苯萃取苯酚，加入过量的氢氧化钠溶液，苯酚和氢氧化钠反应，静置分液，据此即可解答；

（2）溶液上层为苯，下层为苯酚钠；

（3）苯酚钠溶液通入过量二氧化碳，生成苯酚和碳酸氢钠；

（4）物质B为碳酸氢钠，溶液和CaO反应生成碳酸钙和氢氧化钠等；

（5）根据生产流程图中的物质，找出反应物与生成物，然后分析生成物中的物质被用作反应物的即为可循环利用的物质．

解答：

解：由流程可知，设备Ⅰ中含有苯和工业废水，可经萃取、分液得到苯酚的苯溶液混合物，进入设备Ⅱ，设备Ⅱ加入氢氧化钠溶液，可得到苯酚钠，在设备Ⅲ中通入二氧化碳可得到苯酚，发生C₆H₅ONa+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+NaHCO₃，设备Ⅳ中的主要物质为NaHCO₃，在溶液中加入氧化钙，可生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，

（1）工业废水与苯进入设备Ⅰ得到苯酚、苯的溶液与可以排放的无酚工业废水，说明在设备Ⅰ中进行的是萃取，利用苯与苯酚相似的结构互溶与水不溶，将苯酚从工业废水里提取出来，用分液的方法将下层的工业废水放出排放，上层的苯酚、苯混合液进入设备Ⅱ，

故答案为：萃取、分液；

（2）盛有苯酚、苯溶液的设备Ⅱ中注入氢氧化钠溶液，此时，具有酸性的苯酚跟氢氧化钠发生反应，生成苯酚钠和水，由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是C₆H₅ONa，

故答案为：C₆H₅ONa；

（3）依据碳酸性比苯酚的酸性强，弱酸盐与“强”酸发生的复分解反应，二氧化碳和苯酚钠反应生成苯酚，反应的方程式为C₆H₅ONa+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+NaHCO₃，

故答案为：C₆H₅ONa+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+NaHCO₃；

（4）盛有碳酸氢钠溶液的设备Ⅳ中，加入生石灰，生石灰与碳酸氢钠溶液里的水反应生成氢氧化钙，熟石灰和与碳酸氢钠发生复分解反应，生成CaCO₃沉淀，

故答案为：CaCO₃；

（5）设备Ⅴ应是石灰窑，CaCO₃高温分解所得的产品是氧化钙和二氧化碳，所得二氧化碳通入设备Ⅲ，反应所得氧化钙进入设备Ⅳ．在含苯酚工业废水提取苯酚的工艺流程中，苯、氧化钙、CO₂、和NaOH理论上应当没有消耗，它们均可以循环使用，故答案为：C₆H₆．

点评：

本题考查物质的分离、提纯的基本方法和综合应用，为高频考点，涉及苯酚工业废水提取苯酚的工艺流程，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，根据苯和苯酚的性质进行解答，难度较大．