题目内容

科学家利用NaOH溶液“捕捉”空气中的CO2，反应过程如图所示。下列有关说法不正确的是
[     ]
A．该方法的缺点是耗能太大
B．整个过程中有两种物质可循环利用
C．图示a环节中，分离物质的基本操作为蒸发结晶
D．二氧化碳“捕捉”室中氢氧化钠溶液喷成雾状有利于吸收二氧化碳
C
练习册系列答案
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2009年12月7日一18日在丹麦首都哥本哈根召开的联合国气候会议，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议．而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视．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．
（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究该反应原理，进行如下实验：
某温度下，在容积为2L的密闭容器中，充入1mol CO2和3.25mol H2，在一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH（g）和H2O（g）的物质的量（n）随时间变化如右图所示：
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=
0.1125mol/（L?min）
0.1125mol/（L?min）
．
②下列措施中一定不能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是：
D
D
．
A．降低温度    B．缩小容器的容积    C．将水蒸气从体系中分离   D．使用更有效的催化剂
（2）常温常压下，饱和CO 2水溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×l0-5mol?L-1．若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3?HCO3-+H+的电离平衡常数K=
4.2×10-7
4.2×10-7
．（已知：10 -5.6=2.5×l0-6）．
（3）标准状况下，将1.12LCO2通入100mL 1mol?L-1的NaOH溶液中，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为
c（Na+）＞c（CO2-3）＞c（OH-）＞c（HCO-3）＞c（H+）
c（Na+）＞c（CO2-3）＞c（OH-）＞c（HCO-3）＞c（H+）
；
（4）如图是乙醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，则a处通入的是
乙醇
乙醇
（填“乙醇”或“氧气”），
b处电极上发生的电极反应是：
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-
．
（5）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为
5.6×10-5mol/L
5.6×10-5mol/L
．
（2009?广东模拟）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．
（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，这一做法对环境的积极意义在于
保护臭氧层
保护臭氧层
．
（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，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇．“绿色自由”构想技术流程如下：

①分解池中反应的化学方程式为
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O
．
②在合成塔中，若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出4947kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ/mol
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ/mol
．
（3）小李同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，他查得CaCO3、BaCO3的溶度积（Ksp）分别为4.96×10-9、2.58×10-11．
小李应该选用的试剂是
Ba（OH）2（或NaOH溶液和BaCl2溶液）
Ba（OH）2（或NaOH溶液和BaCl2溶液）
，实验时测定的数据除空气的体积外，还需要测定
实验时的温度、压强、沉淀的质量
实验时的温度、压强、沉淀的质量
．
（2012?潮州二模）为减少和消除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．甲醇是一种可再生燃料，它的沸点为64.7℃．有科学家提出绿色构想：把含有CO2的空气或工业尾气通入碳酸钾溶液中，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后得到甲醇，其构想流程如下：（相对原子质量：C-12  O-16   Ca-40   Ba-137）

试回答下列问题：
（1）写出分解池中发生反应的化学方程式
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O
．
（2）在2×105Pa、300℃合成塔中，若有CO2与H2反应生成32g甲醇和水，放出49.5kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式：
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH （g）+H2O（g）△H=-49.5kJ?mol-1
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH （g）+H2O（g）△H=-49.5kJ?mol-1
_
删去此空
删去此空
．
（3）在合成塔中发生的是放热反应，高温不利于甲醇的生成，合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是
该温度下催化剂的活性最高（较低温时反应速率过慢，生产效率低）
该温度下催化剂的活性最高（较低温时反应速率过慢，生产效率低）
；若要提高甲醇的产率，可采取的措施有（写2条）：
降温
降温
、
加压或将水和甲醇从混合体系中分离出来
加压或将水和甲醇从混合体系中分离出来
．
（4）甲醇的一个重要作用是制燃料电池，常用KOH作电解质溶液，负极的电极反应式为：
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O或：2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O或：2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O
．
（5）常温常压下，饱和CO2水溶液的pH=5.6，c （H2CO3）=1.5×10-5mol?L-1，若忽略水的电离和H2CO3的二级电离，则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=
4.2×10-7 mol?L-1
4.2×10-7 mol?L-1
（计算结果保留2位有效数字，己知10-5.6=2.5×10-6）．
（6）某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，他查得CaCO3、BaCO3的溶度积常数分别为4.96×10-9、2.58×10-9，该同学应该选用较合适的试剂是
AD
AD
（填字母）．
A．Ba（OH）2溶液                 B．Ca（OH）2溶液
C．BaCl2和NaOH混合溶液       D．CaCl2溶液．
（2011?广东模拟）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．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，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇．“绿色自由”构想技术流程如下：

（1）在合成塔中，若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应，可放出4947kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式是
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ/mol
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ/mol
．
（2）以甲醇为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入甲醇，在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳．该电池负极发生的反应是：
CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+
则正极发生的反应是
O2+4H++4e-=2H2O
O2+4H++4e-=2H2O
；放电时，H+移向电池的
正
正
（填“正”或“负”）极．
（3）常温常压下，饱和CO2水溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×10-5 mol?L-1．若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=
4.2×10-7mol?L-1
4.2×10-7mol?L-1
．（已知：10-5.6=2.5×10-6）
（4）常温下，0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3）
＞
＞
c（CO32-） （填“＞”、“=”或“＜”），原因是
溶液存在平衡HCO3-?CO32-+H+、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-，而HCO3-的水解程度大于电离程度
溶液存在平衡HCO3-?CO32-+H+、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-，而HCO3-的水解程度大于电离程度
（用离子方程式和必要的文字说明）．
（5）小李同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，他查得CaCO3、BaCO3的溶度积（Ksp）分别为4.96×10-9、2.58×10-9．小李应该选用的试剂是
Ba（OH）2（或NaOH溶液和BaCl2溶液）
Ba（OH）2（或NaOH溶液和BaCl2溶液）
．
（1）常温下，若将0.1mol NH4Cl和0.05mol NaOH全部溶于水形成混合溶液（假设无损失），
①
NH3?H2O
NH3?H2O
和
NH4+
NH4+
两种粒子的物质的量之和等于0.1mol．
②
NH4+
NH4+
和
H+
H+
两种粒子的物质的量之和比OH-多0.05mol．
（2）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式
4NH3+5O2
 点燃 
.
 
4N2+6H2O
4NH3+5O2
 点燃 
.
 
4N2+6H2O
，科学家利用此原理，设计成氨气一氧气燃料电池，在碱性条件下，通入氨气的电极发生反应的电极反应式为
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
．

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