Question

含苯酚的工业废水的处理流程如图所示。

（1）①流程图设备Ⅰ中进行的是______操作（填写操作名称）。
②图中，能循环使用的物质是：C₆H₆、CO₂______、______。
（2）为了防止水源污染，用简单而又现象明显的方法检验某工厂排放的污水中有无苯酚，此方法是_______________________________________________________。
（3）从废水中回收苯酚的方法是：①用有机溶剂萃取废液中的苯酚；②加入某种药品的水溶液使苯酚与有机溶剂脱离；③通入某物质又析出苯酚。试写出②、③两步的反应方程式：
_________________________________________________________________________________________。

Answer 1

（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，则表明污水中有苯酚（2分）
（3）
（各2分）
（或者第二式C₆H₅ONa＋CO₂＋H₂O―→C₆H₅OH＋NaHCO_3）） 

解析试题分析：（1）①从含苯酚的工业废水与苯进入设备Ⅰ得到无酚工业废水（此废水可以排放），说明在设备Ⅰ中进行的是萃取，利用苯与苯酚具有相似的结构，将苯酚从工业废水里抽提出来，用分液的方法将下层的工业废水放出排放，上层的苯酚苯溶液进入设备Ⅱ。
②根据流程图，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中和反应，生成苯酚钠和水，，苯酚钠是离子化合物，易溶于水中。伴随上述化学反应的发生，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（即设问中的物质A），上层的苯通过管道送回设备Ⅰ中继续萃取工业废水中的苯酚，循环使用，下层的苯酚钠（A）溶液进入设备（Ⅲ）。根据流程图，下一步在盛有苯酚钠溶液的设备Ⅲ中，通入过量的二氧化碳气体，这两种物质间发生化学反应，生成苯酚和碳酸氢钠，的酸性比苯酚的酸性强，化学方程式如下：，在析出的苯酚中含有微量水，呈油状液体，沉于设备Ⅲ液体的下层，经分液后再精馏可得苯酚。上层液体B是溶液，经管道输送进入设备Ⅳ。盛有碳酸氢钠溶液的设备Ⅳ中，加入，生石灰与碳酸氢钠溶液里的水化合变为熟石灰，与发生复分解反应，生成和沉淀，化学方程式如下：，，若把上述两个反应合并写为下式：    。溶液与沉淀通过过滤分离。反应所得溶液，通过管道进入设备Ⅱ，循环使用；所得沉淀进入设备Ⅴ。在设备Ⅴ中的原料是固体，所得的产品是氧化钙和二氧化碳，由此可知，设备Ⅴ应是石灰窑，其中，发生的化学反应为：，反应所得二氧化碳通入设备Ⅲ，反应所得氧化钙进入设备Ⅳ。
综上所述，在含苯酚工业废水提取苯酚的工艺流程中，苯、氧化钙、氢氧化钠、二氧化碳4种物质均可以循环使用，理论上应当没有消耗。
（2）检验污水中有无苯酚，用简单而又现象明显的方法可利用苯酚的显色反应性质，即，先取污水与试管中，向试管中滴加FeCl₃溶液，若溶液呈紫色，则表明污水中含有苯酚，反之，则表明没有苯酚。
（3）从废水中回收苯酚，主要是利用了苯酚的弱酸性及在水中溶解度比较小的性质，先加碱性物质，如NaOH或，生成易容与水的苯酚钠，然后分液后，在水层中加入酸性物质，如盐酸或碳酸均可，发生反应如下：，。
考点：本题综合运用有机和无机两部分的化学知识，解决了从含苯酚工业废水中提取回收苯酚的课题，完全符合可持续性发展、无任何污染的绿色化学的要求，体现了STS的考查内容。