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超临界流体(SCF)是指流体的温度和压力处于它的临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上时的一种特殊状态的流体.它兼具气态和液态的特征,同时又具有许多独特的性质,如无机盐在超临界水(SCW)中的溶解度很低,而有机物和氧气、氮气以及二氧化碳等气体则与超临界水完全互溶等.水的状态与压强、温度关系如图示意: (1)指出三相点对应的温度和压强______、______. (2)在200℃、10MPa时,水的状态是______,使之成为超临界水的必要措施为______. (3)80年代中期美国学者Modell首次提出超临界水氧化技术(SCWO),即以超临界水为介质,用空气、氧气等氧化剂将有机废物氧化成二氧化碳、氮气、水以及盐类(SO42-、PO43-)等无毒小分子,反应过程中放热.该项技术很快在航天领域得到应用,生产火箭燃料的工业废水中含有少量的偏二甲肼[C2H8N2],偏二甲肼[C2H8N2]属于______(填一种物质类别),利用SCWO技术,偏二甲肼能迅速和双氧水反应,该反应的化学方程式为______.该项技术处理废水时,除了反应彻底、迅捷和广泛的适用性外,还具有的优点是______. (4)根据短文中的意思判断下列说法不正确的是______ A.超临界态水是一种新物质B.超临界态水不会形成二次污染 C.超临界态水是一种新型催化剂D.超临界态水不可用于解决白色污染问题 (5)工业上利用SCWO技术对一些难降解的有机废水进行处理.在处理某些含可溶性无机盐(只含钠盐、钾盐)的有机废水时,常常会出现管道堵塞现象,发生这种现象的原因是______,定期清洗堵塞管道的方法是______. ![]() |
参考解答
(1)由图象可知,三相点对应的是0℃,0.6MPa; (2)由图可知,在200℃,10MPa时,应位于曲线的右侧,为气体,由图象可知,在374.3℃,22MPa时水为临界点,则若要使之成为超临界水,必须采取的措施是温度升高到374.3℃,加压至22MPa以上; (3)由偏二甲肼的化学式可知,属于有机物,在超临界水中,偏二甲胼[(CH3)2NNH2能迅速被H2O2氧化,生成二氧化碳、氮气、水等无毒小分子,反应的方程式为(CH3)2NNH2+8H2O2═2CO2+12H2O+N2;分析生成物不会对环境造成任何污染; (4)A、超临界态水是普通的水改变压强和温度后产生的,没有发生化学变化,所以不会有新的物质生成,故错误; B、在超临界态水中,有机的高分子会被氧化成无毒的小分子,不会使污染物向下个阶段传播,故正确; C、超临界水可以加快有机高分子的分解,而本身不变,所以满足催化剂的条件,故正确; D、白色污染主要是聚乙烯,属于有机高分子,而超临界态水会加快有机高分子的分解,故错误. (5)当发生堵塞时,水应达到临界点,钠盐、钾盐在超临界水中的溶解度很低,易析出固体而导致堵塞,可以在常压或减压的条件下,用普通热水或冷水对堵塞管道进行清洗. 故答案为:(1)0℃;0.6MPa; (2)气态;温度升高到374.3℃,加压至22MPa以上; (3)有机物;(CH3)2NNH2+8H2O2═2CO2+12H2O+N2;产物中没有有害物质,不会对环境造成污染; (4)AD; (5)钠盐、钾盐在超临界水中的溶解度很低,易析出固体;在常压或减压的条件下,用普通热水或冷水对堵塞管道进行清洗. |
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