Question

含苯酚的工業廢水的處理流程如圖所示。

（1）①流程圖設備Ⅰ中進行的是______操作（填寫操作名稱）。

②圖中，能循環使用的物質是：C₆H₆、CO₂______、______。

（2）為了防止水源污染，用簡單而又現象明顯的方法檢驗某工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溶劑脫離；③通入某物質又析出苯酚。試寫出②、③兩步的反應方程式：

_________________________________________________________________________________________。

 

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

②根據流程圖，盛有苯酚苯溶液的設備Ⅱ中注入氫氧化鈉溶液，此時，具有酸性的苯酚跟氫氧化鈉發生中和反應，生成苯酚鈉和水，，苯酚鈉是離子化合物，易溶于水中。伴隨上述化學反應的發生，在設備Ⅱ中的液體分為兩層，上層是苯層，下層是苯酚鈉的水溶液（即設問中的物質A），上層的苯通過管道送回設備Ⅰ中繼續萃取工業廢水中的苯酚，循環使用，下層的苯酚鈉（A）溶液進入設備（Ⅲ）。根據流程圖，下一步在盛有苯酚鈉溶液的設備Ⅲ中，通入過量的二氧化碳氣體，這兩種物質間發生化學反應，生成苯酚和碳酸氫鈉，的酸性比苯酚的酸性強，化學方程式如下：，在析出的苯酚中含有微量水，呈油狀液體，沉于設備Ⅲ液體的下層，經分液后再精餾可得苯酚。上層液體B是溶液，經管道輸送進入設備Ⅳ。盛有碳酸氫鈉溶液的設備Ⅳ中，加入，生石灰與碳酸氫鈉溶液里的水化合變為熟石灰，與發生復分解反應，生成和沉淀，化學方程式如下：，，若把上述兩個反應合并寫為下式：    。溶液與沉淀通過過濾分離。反應所得溶液，通過管道進入設備Ⅱ，循環使用；所得沉淀進入設備Ⅴ。在設備Ⅴ中的原料是固體，所得的產品是氧化鈣和二氧化碳，由此可知，設備Ⅴ應是石灰窯，其中，發生的化學反應為：，反應所得二氧化碳通入設備Ⅲ，反應所得氧化鈣進入設備Ⅳ。

      綜上所述，在含苯酚工業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種物質均可以循環使用，理論上應當沒有消耗。

（2）檢驗污水中有無苯酚，用簡單而又現象明顯的方法可利用苯酚的顯色反應性質，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，先加堿性物質，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，如鹽酸或碳酸均可，發生反應如下：，。

考點：本題綜合運用有機和無機兩部分的化學知識，解決了從含苯酚工業廢水中提取回收苯酚的課題，完全符合可持續性發展、無任何污染的綠色化學的要求，體現了STS的考查內容。