Question

含苯酚的工业废水的方案如图所示：

回答下列问题：
（1）设备①进行的是

 

操作（填写操作名称），实验室这一步操作所用的仪器是

 

．
（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）在设备④中，物质B的水溶液和CaO反应，产物是

 

、

 

和水，再通过过滤得产物．
（5）上图中，能循环使用的物质是C₆H₆、CaO、

 

、

 

．
（6）写出同时满足下列条件的苯酚的一种同分异构体的结构简式是

 

．
①核磁共振氢谱只有一个峰      ②分子中无碳碳双键．

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：

分析：由流程可知，设备①中含有苯酚和工业废水，可经萃取、分液得到苯酚的苯溶液混合物，进入设备②，设备②加入氢氧化钠溶液，可得到苯酚钠，在设备③中通入二氧化碳可得到苯酚，发生C₆H₅ONa+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+NaHCO₃，设备④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①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①中进行的是萃取；
（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③的物质A是C₆H₅ONa，在设备②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③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；
（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；
（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；
（6）根据限制条件写同分异构体．

解答： 解：由流程可知，设备①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②，设备②加入氢氧化钠溶液，可得到苯酚钠，在设备③中通入二氧化碳可得到苯酚，发生C₆H₅ONa+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+NaHCO₃，设备④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①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①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②；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③的物质A是C₆H₅ONa，在设备②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）盛有碳酸氢钠溶液的设备④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，生成碳酸钙沉淀、水、氢氧化钠，有关反应方程式为：CaO+H₂O=Ca（OH）₂，
Ca（OH）₂+NaHCO₃=CaCO₃↓+NaOH+H₂O；故答案为：CaCO₃、NaOH；
（5）设备④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③，反应所得氧化钙进入设备④．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和NaOH；
（6）苯酚分子式为C₆H₆O，苯酚的同分异构体中核磁共振氢谱只有一个峰，说明只有一种氢原子，即结构对称，分子中无碳碳双键，说明含两个碳碳三键，氧在中间位置，结构简式为：CH₃-C≡C-O-C≡C-CH₃，
故答案为：CH₃-C≡C-O-C≡C-CH₃．

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．