Question

7．工業廢渣、廢水回收利用是重要研究課題．下面流程是生產食用香料正丁酸乙酯的工廠廢水（含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量無機懸浮物）聯合利用電子工業廢料[含SiO₂和Cu₂（OH）₂CO₃]回收銅的工藝設計．回答下列問題：

（1）初沉加入的試劑是明礬，寫出參與凈水的離子的水解方程式：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺．
（2）固體X的成分是CuO和SiO₂，反應Ⅰ的化學反應方程式CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$Cu+H₂O+CH₃CHO．
（3）試劑Y為氫氧化鈉溶液，加快反應Ⅱ速率的措施有升高溶液的溫度、增大氫氧化鈉溶液濃度、增大固體接觸面積等（任寫一條）．
（4）反應Ⅲ的離子方程式為2CH₃CH₂CH₂COOCH₂CH₃+SiO₃^2-+2H₂O=2CH₃CH₂CH₂COO^-+2CH₃CH₂OH+H₂SiO₃↓．
（5）硅膠在生活與生產中用途廣泛，寫出其中一種用途：催化劑載體（或干燥劑）．

Answer 1

分析 由流程可知，廢水（含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙酯和大量無機懸浮物），廢水積沉得到溶液Ⅰ分餾得到液體C、D，B為正丁酸乙酯，A為乙醇，CD為正丁酸、乙酯，反應Ⅲ為液體B為正丁酸乙酯和水玻璃溶液反應發生水解，生成丁酸鈉，硅酸沉淀和乙醇，廢料加熱分解堿式碳酸銅分解生成氧化銅、二氧化碳和水，得到固體X為CuO、SiO₂，其中氧化銅和液體A為乙醇加熱反應生成銅，乙醛和水，得到Cu和SiO₂和試劑Y發生反應得到硅酸鈉溶液，說明是二氧化硅和堿發生的反應，Y為氫氧化鈉溶液．
（1）明礬為硫酸鋁鉀，溶解后溶液中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體具有吸附懸浮雜質的主要，起到凈水作用；
（2）上述分析可知固體X為氧化銅和二氧化硅，乙醇和氧化銅加熱反應生成銅和乙醛和水；
（3）試劑Y為氫氧化鈉溶液，加快反應速率的措施可以利用升溫、增大濃度、增大接觸面積等；
（4）反應Ⅲ為正丁酸乙酯在水玻璃溶液中水解，結合流程圖分析得到沉淀為硅酸，溶液Ⅱ為正丁酸鈉和乙醇，蒸餾得到乙醇；
（5）利用硅膠具有強力吸附能迅速有效地吸附密封包裝內的水分、化學性質穩定、無毒無害的特點，可以做催化劑載體．

解答 解：（1）明礬為硫酸鋁鉀，溶解后溶液中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體具有吸附懸浮雜質的主要，起到凈水作用，反應的離子方程式為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺，
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2）B為正丁酸乙酯，A為乙醇，CD為正丁酸、乙酯，反應Ⅲ為液體B為正丁酸乙酯和水玻璃溶液反應發生水解，生成丁酸鈉，硅酸沉淀和乙醇，廢料加熱分解堿式碳酸銅分解生成氧化銅、二氧化碳和水，得到固體X為CuO、SiO₂，化學式為CuO和SiO₂，乙醇和氧化銅加熱反應生成銅和乙醛和水，反應的化學方程式為：CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$Cu+H₂O+CH₃CHO，
故答案為：CuO和SiO₂；CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$Cu+H₂O+CH₃CHO；
（3）氧化銅和液體A為乙醇加熱反應生成銅，乙醛和水，得到Cu和SiO₂和試劑Y發生反應得到硅酸鈉溶液，說明是二氧化硅和堿發生的反應，Y為氫氧化鈉溶液，加快反應速率的措施可以利用升高溶液的溫度、增大氫氧化鈉溶液濃度、將固體粉碎增大固體接觸面積等，
故答案為：氫氧化鈉溶液；升高溶液的溫度、增大氫氧化鈉溶液濃度、增大固體接觸面積等；
（4）反應Ⅲ為正丁酸乙酯在水玻璃溶液中水解，結合流程圖分析得到沉淀為硅酸，溶液Ⅱ為正丁酸鈉和乙醇，蒸餾得到乙醇，反應的化學方程式為：2CH₃CH₂CH₂COOCH₂CH₃+SiO₃^2-+2H₂O=2CH₃CH₂CH₂COO^-+2CH₃CH₂OH+H₂SiO₃↓，
故答案為：2CH₃CH₂CH₂COOCH₂CH₃+SiO₃^2-+2H₂O=2CH₃CH₂CH₂COO^-+2CH₃CH₂OH+H₂SiO₃↓；
（5）硅膠具有強力吸附能迅速有效地吸附密封包裝內的水分、化學性質穩定、無毒無害的特點，可以做干燥劑、催化劑載體等，
故答案為：催化劑載體（或干燥劑）．

點評 本題考查了物質分離提純的理解應用，涉及物質性質、流程的分析應用，主要是物質推斷的方法分析，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．