Question

通常情况下空气中CO₂的体积分数为0.030%，当空气中CO₂的体积分数超过0.050%时，会引起明显的温室效应。为减小和消除CO₂对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO₂创新利用的研究。

已知：CO₂、碳酸盐、碳酸氢盐的部分性质如下：

CO₂（过量）+OHˉ== HCO₃ ˉ        HCO₃ˉ+OHˉ=CO₃²ˉ+H₂O

          CO₃²ˉ与H⁺反应生成CO₂分两步：

          CO₃²ˉ + H⁺ = HCO₃ ˉ               HCO₃ ˉ+ H⁺ = CO₂↑ + H₂O

（1）目前，用超临界CO₂（其状态介于气态和液态之间）代替氟利昂作致冷剂已成为一种趋势，这一做法对保护环境的作用是        。

（2）最近有科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，在一定条件下与H₂反应，使之变为可再生燃料甲醇。其流程如下：

①     上述流程中碳酸钾溶液所起的作用是        。

②小李同学在实验室用右图所示的装置和药品制取   

K₂CO₃溶液。他所制得的溶液中可能含有的杂质是

       。       

③小张同学在数字实验室中用传感器对碳酸钾和碳酸氢钾的混合物样品进行成分测定，他分别称取三份不同质量的混合物样品，配成溶液，然后用相同浓度的硫酸进行滴定， 测得如下数据：

实验编号	1	2	3
混合物的质量/g	3.76	4.70	8.46
硫酸溶液的体积/mL	50.00	50.00	50.00
生成二氧化碳的物质的量/mol	0.03	0.0375	0.03

该混合固体中K₂CO₃与KHCO₃的物质的量之比是       ；所用硫酸的物质的量浓度为：        。

Answer 1

（1）保护臭氧层（1分）

（2）①富集空气中的CO₂，为合成甲醇提供CO₂（其余合理答案均给分）（2分）

②KOH或KHCO₃（2分）  ③ 2：1 （2分）0.75mol / L（3分）

解题过程：由实验2的数据可判断实验1中硫酸过量。可由实验1的数据求混合物的组成。

     138g/mol×n(K₂CO₃) + 100 g/mol×n(KHCO₃) = 3.76 g       n(K₂CO₃) = 0.02mol

 n(K₂CO₃) + n(KHCO₃) = 0.03mol                        n(KHCO₃) = 0.01mol

                 n(K₂CO₃) ：n(KHCO₃) = 2：1

实验3数据表明，硫酸已完全反应，可由实验3的数据求硫酸的浓度。

因3.76 g与8.46 g混合物中成分相同 ，  

           n(K₂CO₃) = 0.02mol×2.25 = 0.045 mol

n(KHCO₃) = 0.01mol×2.25 = 0.0225 mol

              溶液中还有剩余的KHCO₃

    CO₃ ^2–    +   H⁺        =     HCO₃^–  

               0.045 mol    0.045 mol       0.045 mol

                 HCO₃^–  +   H⁺      =     CO₂↑  +  H₂O

                     0.03 mol         0.03 mol

              所以n(H⁺) =  0.045 mol + 0.03 mol = 0.075 mol

n(H₂SO₄) =