Question

处理含苯酚的工业废水的方案如图所示：

（1）设备①中进行的是

 

操作（填操作名称），实验室里这一步操作所用的主要玻璃仪器是

 

．
（2）由设备②进入设备③的物质A是

 

，由设备③进入设备④的物质B是

 

．
（3）在设备③中发生反应的化学方程式为

 

．
（4）上图中，能循环使用的物质是C₆H₆、CaO、

 

、

 

．

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：（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；苯酚钠溶液通入过量二氧化碳，生成苯酚和碳酸氢钠，得到物质B为碳酸氢钠溶液；
（3）苯酚钠溶液通入过量二氧化碳，生成苯酚和碳酸氢钠，据此书写方程式；
（4）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：苯酚的工业废水的处理流程原理：工业废水与苯进入设备Ⅰ，苯酚溶解于苯中，得到苯酚、苯的溶液与可以排放的无酚工业废水，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，苯酚和氢氧化钠反应得到苯酚钠溶液，向苯酚钠中通入二氧化碳可以得到苯酚和碳酸氢钠，所以A是氢氧化钠，B是碳酸氢钠，碳酸氢钠和氧化钙的水溶液即氢氧化钙之间反应得到碳酸钙，碳酸钙沉淀高温分解为氧化钙和二氧化碳，二氧化碳和氧化钙可以循环使用．
（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；萃取、分液必须用到的仪器名称叫分液漏斗，
故答案为：萃取、分液；分液漏斗；
（2）盛有苯酚、苯溶液的设备②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②进入设备Ⅲ的物质A是C₆H₅ONa，在设备Ⅱ中的液体分为两层，上层是苯层，下层是苯酚钠的水溶液，上层的苯通过管道送回设备①中继续萃取工业废水中的苯酚，循环使用，下层的苯酚钠溶液进入设备③，在盛有苯酚钠溶液的设备Ⅲ中，通入过量的二氧化碳气，发生化学反应，生成苯酚和碳酸氢钠，故答案为：C₆H₅ONa；NaHCO₃；　
（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）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：CO₂；NaOH．

点评：本题考查了苯酚工业废水提取苯酚的工艺流程，根据苯和苯酚的性质进行解答，难度较大．