- 酚醛树脂
- 共826题
使用某些有机物材料给环境造成“白色污染”,后果严重。最近研究的一些分解性塑料,有良好的生物适应性和分解性,能自然腐烂分解。如:
已知3HB的单体叫3羟基丁酸,则:
(1)4HB的名称是_______________,3HV的名称是_______________________。
(2)两分子4HB的单体脱水时,生成的环酯的结构简式为____________________。
正确答案
(1)4羟基丁酸 3羟基戊酸
(2)
4HB与3HB相比,羟基的位置从3号位移到了4号位,所以可称为4羟基丁酸;而3HV与3HB相比,羟基位置并没变,但碳原子数从4个增加到了5个,所以应该称为3羟基戊酸。4HB中缩合所利用的官能团是羟基和羧基,所以是发生的酯化反应,形成10元环(8个C,2个O)。
工业上为了处理含离子的酸性废水,采用以下处理方法:
①往工业废水中加入适量食盐。
②以铁作为阳极进行电解。
③鼓入空气。经过一段时间后,使废水中含铬量降到可排放的标准。
请用已学过的化学知识解释处理含离子的工业废水的原因。
注:Fe(OH)3开始沉淀的pH为2.7,沉淀完全的pH为3.7。Fe(OH)2开始沉淀的pH为7.6,沉淀完全的pH为9.6,并且Fe(OH)2呈絮状沉淀,不易从溶液中除去。
正确答案
选择以铁做阳极:以Fe为阳极,电极反应式为:
阳极: Fe-2e-====Fe2+ 阴极: 2H++2e-====H2↑
加入少量食盐,是增加污水中离子浓度,增强导电能力。以生成的Fe2+为还原剂,在酸性溶液中与离子发生氧化还原反应,离子方程式略。
这样被还原成Cr3+。在电解过程中,由于H+在阴极不断放电,打破了水的电离平衡、促进水的电离,溶液的pH上升,溶液中的阳离子以Cr(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3形成沉淀。
由信息可知,Fe(OH)2开始沉淀的pH为7.6,沉淀完全的pH为9.6,并且Fe(OH)2呈絮状沉淀不便分离,不易从溶液中除去。根据已学的知识,Fe(OH)2极易被O2氧化,所以在处理过程中鼓入空气,让空气中O2充分与Fe(OH)2反应(反应方程式略),成为容易分离的Cr(OH)3、Fe(OH)3,使废水含铬量降到可排放标准。
本题重点探讨以为污染源的工业污水处理法。涉及到的化学知识:
①对氧化—还原反应,电解池的原理的理解和应用、电解池的电极分为惰性电极和金属电极。
②电解过程中溶液pH的变化以及pH变化对沉淀的影响。
③廉价化工原料的选择,不断鼓入空气的原因。
④离子方程式的书写。
⑤物质分离方法的选择。
阳离子交换膜能在直流电场的作用下选择性地透过电解液中的阳离子使向阴极迁移,阴离子交换膜则能在直流电场的作用下选择性地透过电解液中的阴离子使向阳极迁移。同时在电解槽(称为“电渗析器”)中使用合适型号的这两种膜(简称“阳膜”和“阴膜”),可以在直流电场的作用下进行海水的电渗析脱盐而使海水淡化。
海水中主要离子的含量平均值如下:
Cl-18 980 mg·L-1,Na+:10 560 mg·L-1,:2 560 mg·L-1,Mg2+:1 272 mg·L-1,Ca2+:400 mg·L-1,K+:380 mg·L-1,HCO3-:142 mg·L-1
海水在电渗析器中部分变成淡水的原理,示意图如图2-21所示电渗析器中由许多对阳、阴膜围成的许多“隔室”的宽度都很窄。脱盐时,各隔室相间流动着“淡水”和“浓水”;在流动着“极水”的以石墨为电极材料的两极发生电解反应。根据需要,可将几台电渗析器串联使用。图中标写的离子符号,提供思考其在电场中的迁移方向。
图2-21
回答下列问题:
(1)分别写出海水在电渗析器中脱盐时所得主要阳极产物和主要阴极产物的化学式。用以石棉布为隔膜的一般的惰性阳极电解槽来电解海水,能用以生产H2吗?为什么?
(2)致力于发展电渗析法、反渗透法等海水淡化新技术的直接社会效益是什么?
(3)已成功地联合应用海水淡化新技术和一般的离子交换树脂净水法,由海水制得纯水。又知海洋水能源(海洋水能发电)有其巨大的开发前景。你认为应怎样综合开发海洋能源,促成人类进入氢能时代?
正确答案
(1)Cl2、H2 因为阴极发生的反应可以得到H2 可以 (2)制氯气、氢气和高浓度的烧碱,同时得到淡水及高浓度卤水。
(3)思路提示:太阳能发电,电渗析电解得氯碱类产品及淡水,卤水的进一步开发利用。
(1)阳极:2Cl--2e-====Cl2↑;阴极:2H++ 2e-====H2↑。因为氯气可以和烧碱反应,所以不能用于制氯气,但制氢气没有什么问题。
(2)从以上原理看,至少可以得到电解产物氯气、氢气和高浓度的烧碱,同时得到淡水及可用于进一步利用的浓缩海水。
把下列14种能源按要求填入下表,并指出哪些是不可再生能源。
煤、石油、水力、汽油、铀、薪柴、酒精、天然气、液化气、热水、煤气、蒸汽、风力、电。
正确答案
见下表:
一次能源是指没有经过转化,而直接来自自然界的能源;二次能源则是经过转化的能源。燃料能源是以燃料形式被人类利用的能源,而非燃料能源则是以其他形式被利用的能源。
电解原理在化学工业中有广泛应用。图2-20表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
图2-20
若X、Y都是惰性电极,a是氯化钠饱和溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:
(1)电解池中X极上的电极反应式为_____________________,在X极附近观察到的现象_____________________________________________________________________________。
(2)Y电极上的电极反应式为____________________________,检验该电极反应产物的方法是____________________________________________________________。
正确答案
(1)2H++2e-====H2↑ 有气泡产生,溶液变红 (2)2Cl--2e-====Cl2↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近Y极附近的支管口,观察试纸能否变蓝色
主要根据电解的原理,分析哪种离子向阴极移动,哪种离子向阳极移动。分清哪种离子得失电子,再根据产生的气体的性质,检验气体的存在。
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