Question

二氧化碳在食品、衛生、工業、餐飲、人工降雨、焊接等領域有著較廣泛的用途．但由于化石燃料的大量燃燒等原因，空氣中的二氧化碳濃度持續走高，溫室效應加劇，對人類的生存環境造成了不良的影響．科學家認為，人類不僅要努力減少CO₂的排放，還要盡快想辦法清除空氣中過多的CO₂．為此，他們設想了一系列“捕捉和處理”CO₂的方法．
方法I：一些科學家利用太陽能加熱的反應器“捕捉”空氣中的CO₂，如圖1所示：

（1）步驟一中發生反應的化學方程式是    ．
（2）步驟二產生的CO₂較為純凈，可以把它壓縮、液化后封存在泥巖中的方法，這種方法說明了CO₂氣體分子間    ；也可以采取“組合轉化”的技術生產有用的物質，如將CO₂和H₂以一定比例混合，在一定條件下反應生成一種重要的化工原料．請在橫線上填寫該化工原料的化學式：2CO₂+6H₂→1    +4H₂O
方法Ⅱ：[資料卡片]碳酸氫鈉分解溫度是270℃，碳酸鈉在856℃熔化，但還未達到分解溫度．
（3）吸收池中發生反應的化學方程式為    ．
（4）分解池中發生反應的化學方程式為    ．
（5）合成塔中發生反應的化學方程式為    ．
（6）該流程中能循環利用的物質有H₂O、CO₂和    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據圖示信息可知二氧化碳和氧化鈣在400℃生成碳酸鈣，據此書寫方程式；
（2）分子之間有空隙，并根據質量守恒定律反應前后原子的種類、數目不變分析物質的化學式；
（3）根據題目給出的信息和流程圖可知：吸收池中發生的反應是：碳酸鈉溶液吸收CO₂生成碳酸氫鈉，據此書寫方程式；
（4）分解池中發生反應是：碳酸氫鈉在加熱的條件下生成碳酸鈉和水和二氧化碳，配平即可；
（5）合成塔中發生的反應是：二氧化碳和氫氣在催化劑和加溫加壓下，生成甲醇和水；
（6）流程中能循環利用的物質是：碳酸鈉和水、二氧化碳．
解答：解：（1）根據圖示信息可知二氧化碳和氧化鈣在400℃生成碳酸鈣，方程式是：CaO+CO₂CaCO₃；
（2）CO₂較為純凈，可以把它壓縮、液化后封存在泥巖中的方法，這說明了CO₂氣體分子間有較大空隙；根據質量守恒定律可知，反應物中有2個碳原子、12個氫原子、4個氧原子，生成物中有8個氫原子，4個氧原子，少2個碳原子和4個氫原子，所以另一種生成物是C₂H₄；
（3）根據題目給出的信息和流程圖可知：吸收池中發生的反應是：碳酸鈉溶液吸收CO₂生成碳酸氫鈉，方程式是Na₂CO₃+H₂O+CO₂═2NaHCO₃；
（4）分解池中發生反應是：碳酸氫鈉在加熱至400℃的條件下生成碳酸鈉和水和二氧化碳方程式是2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
（5）合成塔中發生的反應是：二氧化碳和氫氣在催化劑和200℃、200KPa的條件下下，生成甲醇和水，方程式是：CO₂+3H₂  CH₃OH+H₂O；
（6）分解池中，碳酸氫鈉在加熱的條件下生成碳酸鈉和水和二氧化碳，二氧化碳和氫氣在催化劑和加溫加壓下，生成甲醇和水，由于CO₂是氣體，無縫不鉆，無孔不入，所以也會跟著回來點，所以也能循環利用，因此流程中能循環利用的物質是：碳酸鈉、水和二氧化碳；
故答案為：（1）CaO+CO₂CaCO₃（條件寫加熱也可）；
（2）有較大空隙；C₂H₄；
（3）Na₂CO₃+H₂O+CO₂═2NaHCO₃；
（4）2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑（條件寫加熱也可）；
（5）CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O（條件寫催化劑、加熱、加壓也可）；
（6）Na₂CO₃．
點評：本考點考查了物質的制備和轉化，本題要根據流程圖，結合物質的性質，靈活應用，著重考查了對題干的分析和方程式的書寫，能較好考查學生分析解決問題的能力．