(4)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,H2CO3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NaHCO3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CaO,生石灰与碳酸氢钠溶液里的水化合变为熟石灰Ca(OH)2,Ca(OH)2与NaHCO3发生复分解反应,生成NaOH和CaCO3沉淀,化学方程式如下:CaO+H2O= Ca(OH)2,Ca(OH)2+NaHCO3= CaCO3↓+NaOH+H2O,若把上述两个反应合并写为下式:CaO+ NaHCO3= CaCO3↓+NaOH。NaOH溶液与CaCO3沉淀通过过滤分离。反应所得NaOH溶液,通过管道进入设备Ⅱ,循环使用;所得CaCO3沉淀进入设备Ⅴ。在设备Ⅴ中的原料是CaCO3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:CaCO3CaO+CO2↑,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。 答案
C6H6、CO2。
【点睛】这是一道化工实验题,主要考查苯酚的物理、化学性质和萃取、分液的操作。首先,要正确理解流程图和各试剂的作用,再结合苯酚的性质和基本实验操作就可一一解答。本题盲点主要是不能正确理解废水处理流程图和各试剂的作用。
20.乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:
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实验步骤: 在A中加入4.4 g异戊醇(),6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷
片,开始缓慢加热A,回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题: (1)仪器B的名称是_________________。
(2)如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作是________ (填正确答案标号)。
A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(3)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是________,第二次水洗的主要目的是___________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_______,在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后_________________(填标号),
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a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出 b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出 d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口放出 (5)本实验中加入过量乙酸的目的是_________________。 (6)实验中加入少量无水MgSO4的目的是_____________。
(7)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是_____________ (填标号) 。
(8)本实验的产率是_____________
a. 30% b. 40% c. 50% d. 60%
(9)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃开始收集馏分,会使实验的产率偏_____________ (填“高”或“低”),其原因是_____________。
【答案】 (1). 球形冷凝管 (2). B (3). 洗掉大部分硫酸和醋酸 (4). 洗掉碳酸氢钠 (5). 检漏 (6). d (7). 提高醇的转化率 (8). 干燥 (9). b (10). d (11). 高 (12). 会收集少量未反应的异戊醇 【解析】
【详解】(1)由装置中仪器B的构造可知,仪器B的名称为球形冷凝管; (2)
进行蒸馏操作中,加热一段时间后,发现碎瓷片忘加,应该采取停止加热,待溶液冷
却后重新添加碎瓷片; 答案选B;
(3)反应后的溶液要经过多次洗涤,在洗涤操作中,第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸;用饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸,也可以降低酯的溶解度,所以第二次水洗,主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠;
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并检漏;由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层;分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将乙酸异戊酯从上口放出,所以正确的为d,故答案为:d;
(5)酯化反应是可逆反应,增大反应物的浓度可以使平衡正向移动;增加一种反应物的浓度,
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可以使另一种反应物的转化率提高,因此本实验中进入过量乙酸的目的是提高醇的转化率; (6)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收酯中少量的水分,对其进行干燥;
(7)在蒸馏操作中,温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处,所以ad错误;c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留,不能全部收集到锥形瓶中,因此仪器及装置安装正确的是b,故答案为:b;
(8)乙酸的物质的量为:n=
=0.1mol,异戊醇的物质的量为:n=
=0.05mol,
由于乙酸和异戊醇是按照1:1进行反应,所以乙酸过量,生成乙酸异戊酯的量要按照异戊醇的物质的量计算,即理论上生成0.05mol乙酸异戊酯;实际上生成的乙酸异戊酯的物质的量为:
=0.03mol,所以实验中乙酸异戊酯的产率为:
×100%=60%,故答案为d;
(9)在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇,会收集少量的未反应的异戊醇,因此会导致产率偏高。
【点睛】本题考查常见仪器的构造与安装、混合物的分离、提纯、物质的制取、药品的选择及使用、物质产率的计算等知识。
21.聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料,在材枓的生物相容性方面有很好的应用前景。 PPG的一种合成路线如下:
已知:①烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢; ②化合物B为单氯代烃:化合物C的分子式为C5H8;
③E、F为相对分子质量差14的同系物,F是福尔马林的溶质;
④ 。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为______________。
(2)由B生成C的化学方程式为________________________________________。
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