Question

為解決大氣中CO₂的含量增大的問題，某科學家提出“綠色自由”構(gòu)想：把工廠排出的富含CO₂的廢氣經(jīng)凈化吹入碳酸鉀溶液吸收，然后再把CO₂從溶液中提取出來，經(jīng)化學反應使廢氣中的CO₂轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂霞状迹熬G色自由”構(gòu)想的部分技術流程如下：

（1）吸收池中主要反應的離子方程式為______，該過程中反應液的pH______（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）合成塔中反應的化學方程式為______；△H＜0．從平衡移動原理分析，低溫有利于提高原料氣的平衡轉(zhuǎn)化率．而實際生產(chǎn)中采用300℃的溫度，除考慮溫度對反應速率的影響外，還主要考慮______．若反應不使用催化劑，其他條件不變時，△H______（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）從合成塔分離出甲醇的原理與下列______操作的原理比較相符（填字母）
　　 A．過濾　　B．分液　　C．蒸餾　　D．結(jié)晶
工業(yè)流程中一定包括“循環(huán)利用”，“循環(huán)利用”是提高效益、節(jié)能環(huán)保的重要措施．“綠色自由”構(gòu)想技術流程中能夠“循環(huán)利用”的，除K₂CO₃溶液和CO₂、H₂外，還包括______．
（4）若在實驗室模擬“綠色自由”構(gòu)想，則需要制取氫氣．現(xiàn)要組裝一套可以控制氫氣輸出速率的裝置，則必需選用的下列儀器為______（填字母）．

將氫氣通入模擬合成塔前必須進行的操作是______．

Answer 1

解：（1）二氧化碳與碳酸鉀反應生成碳酸氫鉀，反應的離子方程式為CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-，由于CO₃^2-水解程度大于HCO₃^-，則溶液pH減小，
故答案為：CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-；減�。�
（2）合成塔反應是二氧化碳和氫氣在一定條件下可生成甲醇和水，其方程式為CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O，溫度影響催化劑的活性，除考慮溫度對反應速率的影響外，還主要考慮了催化劑的催化活性，無論是否加入催化劑，反應熱都不變，只與反應物與生成物有關，
故答案為：CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O； 催化劑的催化活性； 不變；
（3）從合成塔出來的主要為甲醇與水的混合液，甲醇與水互溶，沸點相差大，可用蒸餾的方法分離，由工藝流程可知，可重復利用的物質(zhì)有K₂CO₃溶液和CO₂、H₂、高溫水蒸氣，
故答案為：C；高溫水蒸氣或反應熱；
（4）控制氫氣輸出速率，并且符合綠色自由的構(gòu)想，應控制酸的用量，減少浪費，可用分液漏斗加入，在試管中進行反應，則應選用BCE，不純的氫氣易爆炸，應先驗純，故答案為：BCE；檢驗氫氣的純度．
分析：（1）二氧化碳與碳酸鉀反應生成碳酸氫鉀，起到吸收、提純二氧化碳的目的，反應后溶液的pH減��；
（2）根據(jù)工藝流程可知，合成塔內(nèi)反應是氫氣與二氧化碳反應生成甲醇和水；工業(yè)生產(chǎn)條件選擇要考慮轉(zhuǎn)化率、反應速率、對催化劑的影響、材料、成本等多方面綜合考慮；
（3）從合成塔出來的主要為甲醇與水的混合液，甲醇與水互溶，沸點相差大；由流程圖可以找出循環(huán)利用的物質(zhì)；
（4）控制氫氣輸出速率，并且符合綠色自由的構(gòu)想，應控制酸的用量，減少浪費，可用分液漏斗加入，在試管中進行反應．
點評：本題通過研究二氧化碳對環(huán)境的影響，考查學生分析圖示及書寫方程式的能力、氣體制備實驗設計等，解題時首先要根據(jù)流程圖明確物質(zhì)的制備過程．