Question

【题目】碳捕集封存作为减少温室气体排放的一种手段，受到许多国家的重视，将捕获的二氧化碳转化为可用产品将促进这技术的推广使用。

I.某校科研小组的同学设计用氢氧化钠溶液来“捕捉”二氧化碳，其基本过程如图装置(部分条件及物质末标出)。

(1)在整个“捕捉”过程中，将NaOH溶液喷成雾状是为了___________，可以循环利用的物质是___________ 。

(2)一定条件下，不同物质的量的CO2与不同体积的1.0mol/LNaOH溶液充分反应放出的热量如下表所示:

反应序号	CO2的物质的量/mol	NaOH溶液的体积/L	放出的热量/kJ
1	0.5	0.75	a
2	1.0	2.00	b

该条件下CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3溶液的热化学方程式为____________ 。

(3)下列溶液中，同样能用于“捕捉”二氧化碳的是________(填序号)。

A.KNO3溶液 B.CaCl2溶液 C.CuSO4溶液 D.Na2CO3溶液

II.在海洋碳循环中，通过如图所示的途径固碳。

(1)写出钙化作用的离子方程式:______________。

(2)利用如图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。

①结合方程式简述提取CO2的原理:________________。

②用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是_____________。

Answer 1

【答案】 增加氢氧化钠与二氧化碳的接触面积，提高了氢氧化钠溶液对二氧化碳的吸收率 氢氧化钠与氧化钙 CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=(4ab)kJ/mol D +Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O a室接电源的正极，为阳极，发生反应2H2O4e－=O2+4H+；氢离子通过阳离子交换膜进入b室，发生反应H++=H2O+CO2↑ 用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至适当的pH

【解析】分析：I.根据题干提供的信息进行分析，捕捉室中含有氢氧化钠溶液,氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水；氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，碳酸钙可以高温分解生成氧化钙和二氧化碳,据此解答。

II. 本题考查海水的综合利用以及原电池和电解池的工作原理。

详解: I. (1) 在整个“捕捉”过程中，将NaOH溶液喷成雾状是为了增加氢氧化钠与二氧化碳的接触面积，提高了氢氧化钠溶液对二氧化碳的吸收率； 在循环的过程中,氧化钙和氢氧化钠都可以循环利用,故填:氧化钙、氢氧化钠；

(2) 根据表中数据写出对应的反应为：

① CO2(g)+NaOH(aq)= Na2CO3(aq)+NaHCO3(aq)+H2O(l) ΔH=akJ/mol；

②CO2(g)+2NaOH(aq)= Na2CO3(aq)+ H2O(l) ΔH=bkJ/mol；

根据盖斯定律：①×4-②得：CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=(4ab)kJ/mol；
因此，本题答案为：CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=(4ab)kJ/mol

(3)碳酸钠溶液能吸收二氧化碳，故本题选D。

II.（1）反应物中含有碳酸氢根，生成物为碳酸钙，依据元素守恒以及电荷守恒得出方程式为：Ca2+＋2HCO3－= CaCO3↓＋CO2↑＋H2O；

（2）①a室：2H2O-4e-=4H++O2↑，氢离子通过阳离子交换膜进入b室，发生反应：H++HCO3-=CO2↑+H2O；

本题答案为：a室接电源的正极，为阳极，发生反应2H2O4e－=O2+4H+；氢离子通过阳离子交换膜进入b室，发生反应H++=H2O+CO2↑

②c室：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH。