Question

含苯酚的工業(yè)廢水的處理流程如圖所示。

（1）①流程圖設(shè)備Ⅰ中進(jìn)行的是______操作（填寫操作名稱）。

②圖中，能循環(huán)使用的物質(zhì)是：C₆H₆、CO₂______、______。

（2）為了防止水源污染，用簡(jiǎn)單而又現(xiàn)象明顯的方法檢驗(yàn)?zāi)彻�廠排放的污水中有無苯酚，此方法是_______________________________________________________。

（3）從廢水中回收苯酚的方法是：①用有機(jī)溶劑萃取廢液中的苯酚；②加入某種藥品的水溶液使苯酚與有機(jī)溶劑脫離；③通入某物質(zhì)又析出苯酚。試寫出②、③兩步的反應(yīng)方程式：

_________________________________________________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）①萃取（或萃取分液） （1分）  ②NaOH溶液、（1分）  CaO（1分）

（2）向污水中滴加FeCl₃溶液，若溶液呈紫色，則表明污水中有苯酚（2分）

（3）

（各2分）

（或者第二式C₆H₅ONa＋CO₂＋H₂O―→C₆H₅OH＋NaHCO_3）） 

【解析】

試題分析：（1）①從含苯酚的工業(yè)廢水與苯進(jìn)入設(shè)備Ⅰ得到無酚工業(yè)廢水（此廢水可以排放），說明在設(shè)備Ⅰ中進(jìn)行的是萃取，利用苯與苯酚具有相似的結(jié)構(gòu)，將苯酚從工業(yè)廢水里抽提出來，用分液的方法將下層的工業(yè)廢水放出排放，上層的苯酚苯溶液進(jìn)入設(shè)備Ⅱ。

②根據(jù)流程圖，盛有苯酚苯溶液的設(shè)備Ⅱ中注入氫氧化鈉溶液，此時(shí)，具有酸性的苯酚跟氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，生成苯酚鈉和水，，苯酚鈉是離子化合物，易溶于水中。伴隨上述化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，在設(shè)備Ⅱ中的液體分為兩層，上層是苯層，下層是苯酚鈉的水溶液（即設(shè)問中的物質(zhì)A），上層的苯通過管道送回設(shè)備Ⅰ中繼續(xù)萃取工業(yè)廢水中的苯酚，循環(huán)使用，下層的苯酚鈉（A）溶液進(jìn)入設(shè)備（Ⅲ）。根據(jù)流程圖，下一步在盛有苯酚鈉溶液的設(shè)備Ⅲ中，通入過量的二氧化碳?xì)怏w，這兩種物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成苯酚和碳酸氫鈉，的酸性比苯酚的酸性強(qiáng)，化學(xué)方程式如下：，在析出的苯酚中含有微量水，呈油狀液體，沉于設(shè)備Ⅲ液體的下層，經(jīng)分液后再精餾可得苯酚。上層液體B是溶液，經(jīng)管道輸送進(jìn)入設(shè)備Ⅳ。盛有碳酸氫鈉溶液的設(shè)備Ⅳ中，加入，生石灰與碳酸氫鈉溶液里的水化合變?yōu)槭焓��?sub>，與發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成和沉淀，化學(xué)方程式如下：，，若把上述兩個(gè)反應(yīng)合并寫為下式：    。溶液與沉淀通過過濾分離。反應(yīng)所得溶液，通過管道進(jìn)入設(shè)備Ⅱ，循環(huán)使用；所得沉淀進(jìn)入設(shè)備Ⅴ。在設(shè)備Ⅴ中的原料是固體，所得的產(chǎn)品是氧化鈣和二氧化碳，由此可知，設(shè)備Ⅴ應(yīng)是石灰窯，其中，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：，反應(yīng)所得二氧化碳通入設(shè)備Ⅲ，反應(yīng)所得氧化鈣進(jìn)入設(shè)備Ⅳ。

      綜上所述，在含苯酚工業(yè)廢水提取苯酚的工藝流程中，苯、氧化鈣、氫氧化鈉、二氧化碳4種物質(zhì)均可以循環(huán)使用，理論上應(yīng)當(dāng)沒有消耗。

（2）檢驗(yàn)污水中有無苯酚，用簡(jiǎn)單而又現(xiàn)象明顯的方法可利用苯酚的顯色反應(yīng)性質(zhì)，即，先取污水與試管中，向試管中滴加FeCl₃溶液，若溶液呈紫色，則表明污水中含有苯酚，反之，則表明沒有苯酚。

（3）從廢水中回收苯酚，主要是利用了苯酚的弱酸性及在水中溶解度比較小的性質(zhì)，先加堿性物質(zhì)，如NaOH或，生成易容與水的苯酚鈉，然后分液后，在水層中加入酸性物質(zhì)，如鹽酸或碳酸均可，發(fā)生反應(yīng)如下：，。

考點(diǎn)：本題綜合運(yùn)用有機(jī)和無機(jī)兩部分的化學(xué)知識(shí)，解決了從含苯酚工業(yè)廢水中提取回收苯酚的課題，完全符合可持續(xù)性發(fā)展、無任何污染的綠色化學(xué)的要求，體現(xiàn)了STS的考查內(nèi)容。