Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組對(duì)CO2展開(kāi)研究。

Ⅰ．探究CO2的收集方法：

（資料卡片）：一定范圍內(nèi)，CO2在水中溶解越多，所得溶液pH越小。

（實(shí)驗(yàn)一）：利用下圖裝置制取CO2，并測(cè)定CO2溶于水所得溶液的pH，判斷CO2在水中溶解的體積。

(1)寫(xiě)出圖中標(biāo)號(hào)儀器的名稱(chēng)：①_____；②_____。

(2)甲裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

(3)檢查甲裝置氣密性的方法是關(guān)閉K1、K2，打開(kāi)分液漏斗活塞，向分液漏斗中加水，觀察到___，說(shuō)明裝置氣密性良好。

(4)待丙裝置中收集半瓶氣體時(shí)，關(guān)閉K3、K4，充分振蕩丙裝置，測(cè)得丙、丁裝置中溶液的pH值分別為5.7和6.5。說(shuō)明溶解的CO2體積丙裝置中____(填“＞”或“=”或“＜”)丁裝置，丙裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。乙裝置吸收HCl氣體，目的是____。

（實(shí)驗(yàn)二）：用氣體壓強(qiáng)傳感器測(cè)收集的氣體中CO2體積分?jǐn)?shù)，選擇合適收集方法。

(5)如圖是排水法和向上排空氣法收集的氣體中CO2體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系圖，分析圖像，可得出的結(jié)論有：①_____；②_____。

Ⅱ．CO2減排新進(jìn)展

(6)我國(guó)CO2減排的戰(zhàn)略是CCUS(CO2的捕集、利用與儲(chǔ)存)。

①捕集：氨法吸收的原理是在水溶液中氨(NH3)與CO2反應(yīng)生成碳酸氫銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。

②利用：超臨界CO2可以清洗餐具上的油污，清洗時(shí)，溶劑是____。

③儲(chǔ)存：天然礦石中MgO與CO2反應(yīng)，生成長(zhǎng)期穩(wěn)定存在的碳酸鎂，從而使CO2固化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

Answer 1

【答案】錐形瓶 燒杯 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 水不下滴(或只滴落數(shù)滴就停止滴落或形成一段穩(wěn)定的水柱) ＞ CO2+H2O=H2CO3 防止HCl氣體隨CO2進(jìn)入蒸餾水中，影響丙中溶液pH的測(cè)定 無(wú)論排水法還是向上排空氣法都不能收集到絕對(duì)純凈的CO2 排水法收集的CO2純度高于向上排空氣法 NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 超臨界CO2(或CO2) MgO+CO2=MgCO3

【解析】

（1）圖中標(biāo)號(hào)儀器的名稱(chēng)：①錐形瓶；②燒杯。

（2）甲裝置中反應(yīng)為石灰石（主要成分為碳酸鈣）和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水、二氧化碳，化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。

（3）檢查甲裝置氣密性的方法是關(guān)閉K1、K2，打開(kāi)分液漏斗活塞，向分液漏斗中加水，觀察到水不下滴(或只滴落數(shù)滴就停止滴落或形成一段穩(wěn)定的水柱)，說(shuō)明裝置氣密性良好。

（4）待丙裝置中收集半瓶氣體時(shí)，關(guān)閉K3、K4，充分振蕩丙裝置，測(cè)得丙、丁裝置中溶液的pH值分別為5.7和6.5。分析可知，溶解的二氧化碳體積丙裝置中大于丁裝置中，丙中二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸，方程式為CO2+H2O=H2CO3。乙裝置的作用是吸收二氧化碳中混有的氯化氫氣體，氯化氫氣體易溶于水，形成鹽酸酸性溶液，會(huì)對(duì)結(jié)果造成影響。

（5）如圖是排水法和向上排空氣法收集的氣體中CO2體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系圖，分析圖像，可得出的結(jié)論有：①無(wú)論排水法還是向上排空氣法都不能收集到絕對(duì)純凈的CO2；②排水法收集的CO2純度高于向上排空氣法；

（6）①在水溶液中氨(NH3)與CO2反應(yīng)生成碳酸氫銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3+CO2+H2O=NH4HCO3。

②利用：超臨界CO2可以清洗餐具上的油污，清洗時(shí)，溶劑是超臨界CO2。

③儲(chǔ)存： MgO與CO2反應(yīng)，生成碳酸鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式MgO+CO2=MgCO3。