Question

工业废渣、废水回收利用是重要研究课题。下面流程是生产食用香料正丁酸乙酯的工厂废水(含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量无机悬浮物)联合利用电子工业废料[含SiO₂和Cu₂(OH)₂CO₃]回收铜的工艺设计。回答下列问题：

（1）初沉加入的试剂是明矾，写出参与净水的离子的水解方程式：______________________。

（2）固体X的成分是__________，反应Ⅰ的化学反应方程式____________________________。

（3）试剂Y为__________，加快反应Ⅱ速率的措施有__________________(任写一条)。

（4）反应Ⅲ的离子方程式为________________________________________。

（5）硅胶在生活与生产中用途广泛，写出其中一种用途：_______________________。

Answer

（1）明矾净水在于Al3＋的水【解析】
Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋。

（2）废料[含SiO2和Cu2(OH)2CO3]加热情况下发生的化学反应方程式为：Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑则固体X的成分是CuO、SiO2。能与CuO反应的为乙醇和正丁酸，由于正丁酸在液体C和D的混合物中，所以液体A为乙醇。反应Ⅰ的化学反应方程式：CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋H2O＋Cu。

（3）试剂Y是氢氧化钠溶液；增大氢氧化钠溶液(试剂B)的浓度、将固体粉碎、升高温度等。

（4）液体B为正丁酸乙酯，反应方程式为：2CH3CH2CH2COOCH2CH3＋SiO32－＋2H2O→2CH3CH2CH2COO－＋2CH3CH2OH＋H2SiO3↓。

（5）硅胶的用途：催化剂载体(或干燥剂)。

【解析】

试题分析：从流程图看出废水经过初沉后的溶液Ⅰ的主要成分有乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚，根据废料的组成，加热废料后主要物质有CuO、SiO2，溶液Ⅰ分馏出来的物质可以和CuO反应生成Cu的是乙醇，故液体A是乙醇，CuO、SiO2和Y 反应生成水玻璃，所以Y是氢氧化钠溶液,分馏的产物能与水玻璃反应生成硅酸的是乙酸，故液体B是乙酸。

（1）明矾能净水是因为溶于水电离出的Al3+水解生成Al(OH)3 (胶体)有吸附性，能吸附水中的悬浮杂质，离子方程式为：Al3++3H2OAl(OH)3 (胶体) + 3H+。

（2）根据以上分析可知道固体X的成分是CuO、SiO2。反应I是乙醇和CuO的反应，化学反应方程式为CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋H2O＋Cu。

（3）试剂Y为氢氧化钠溶液；要加快反应可以采取：增大氢氧化钠溶液的浓度、将固体粉碎、升高温度等。

（4）根据以上分析可知反应Ⅲ的离子方程式为2CH3CH2CH2COOCH2CH3＋SiO32－＋2H2O→2CH3CH2CH2COO－＋2CH3CH2OH＋H2SiO3↓；

（5）硅胶可作催化剂载体或干燥剂。

考点：考查化工流程题的分析、物质的分离、化学反应速率的影响因素、Al3+的水解方程式书写等