Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組對(duì)CO2展開(kāi)研究：

Ⅰ．CO2的制備

（1）寫出圖中標(biāo)號(hào)儀器的名稱：①______。

（2）實(shí)驗(yàn)室制取CO2的反應(yīng)原理是為______（寫化學(xué)方程式）。檢查A裝置的氣密性的一種方法是向分液漏斗中加適量水，堵住右側(cè)導(dǎo)氣管，打開(kāi)分液漏斗活塞，若觀察到______，則裝置不漏氣。

（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：制取CO2時(shí)，最好選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.5％的稀鹽酸。現(xiàn)欲配制100g 7.5％的稀鹽酸，需要37％（密度為1.18g / mL）的濃鹽酸______mL（計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后一位），需要水______mL（精確度同上）。量取水時(shí)，若仰視讀數(shù)（其他操作均正確），則所配稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)______7.5％（填“＞”或“＝”或“＜”），配制過(guò)程不需要的儀器是______。

A．酒精燈 B．量筒 C．燒杯 D．玻璃棒 E．膠頭滴管 F．藥匙

Ⅱ．CO2的收集

用以下三種方法收集，每種方法均做三次實(shí)驗(yàn)，取平均值。將C裝置注射器中足量NaOH溶液注入集氣瓶中，充分振蕩，測(cè)集氣瓶?jī)?nèi)氣壓。（飽和碳酸氫鈉溶液可吸收CO2中的HCl氣體，NaOH溶液可用來(lái)吸收CO2）

方法1：當(dāng)B裝置開(kāi)始產(chǎn)氣泡15s后，用排水法收集 CO2氣體，記錄集滿CO2氣體所要的時(shí)間為t；

方法2 ：當(dāng)B裝置開(kāi)始產(chǎn)氣泡15s后，用向上排空氣法收集，收集時(shí)間用方法一所用的平均時(shí)間t0；

方法3：當(dāng)B裝置開(kāi)始產(chǎn)氣泡15s后，用向上排空氣法收集，同時(shí)用燃著木條放在集氣瓶口，待木條熄滅，立即蓋上玻璃片。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

	方法1	方法2	方法3
瓶?jī)?nèi)初始?xì)鈮?/span>（kPa）	104.2	104.2	104.2
三次實(shí)驗(yàn)最終氣壓平均值（kPa）	9.3	31.8	39.7
CO2純度	91.1％	69.5％	X

數(shù)據(jù)

（4）三種方法均在15s后開(kāi)始收集的原因是______。

（5）已知：CO2純度 =，則方法3所收集CO2的純度為______。通過(guò)對(duì)比，欲收集更高純度的CO2，應(yīng)采用______法收集。

Ⅲ．二氧化碳轉(zhuǎn)化新進(jìn)展

（6）利用非高熱電漿體合成技術(shù)可將CO2和甲烷（CH4）反應(yīng)合成乙酸（CH3COOH），反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

（7）在光催化條件下，CO2和H2反應(yīng)生成甲烷（CH4）和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

Answer 1

【答案】錐形瓶 CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑ 分液漏斗末端出現(xiàn)穩(wěn)定的水柱 17.2mL 79.7 mL ＜ AF 為了排凈裝置內(nèi)的空氣 61.9% 排水法 CO2+ CH4＝CH3COOH CO2+4H2 CH4+ 2H2O

【解析】

（1）儀器①的名稱為：錐形瓶。

（2）實(shí)驗(yàn)室用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制取CO2，反應(yīng)方程式為CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑。檢查A裝置的氣密性的一種方法是向分液漏斗中加適量水，堵住右側(cè)導(dǎo)氣管，打開(kāi)分液漏斗活塞，若觀察到分液漏斗末端出現(xiàn)穩(wěn)定的水柱，則裝置不漏氣。

（3）設(shè)配制100g 7.5%的稀鹽酸，需要37%（密度為1.18g/mL）的濃鹽酸體積為V，則：37%×1.18g/mL×V=100g×7.5% ，解得V≈17.2mL；需要水的質(zhì)量為：100g－17.2mL×1.18g/mL=79.7g，水的體積為：79.7g÷1g/mL=79.7mL；量取水時(shí)，若仰視讀數(shù)（其他操作均正確），造成量取的水偏多，則所配稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏��；配制過(guò)程不需要A、酒精燈和F、藥匙。

（4）三種方法均在15s后開(kāi)始收集的原因是為了排凈裝置內(nèi)的空氣；

（5）方法3所收集CO2的純度為：CO2純度 ==（1－）×100%=61.9%。通過(guò)對(duì)比，欲收集更高純度的CO2，應(yīng)采用排水法收集。

（6）利用非高熱電漿體合成技術(shù)可將CO2和甲烷（CH4）反應(yīng)合成乙酸（CH3COOH），反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO2+ CH4＝CH3COOH；

（7）在光催化條件下，CO2和H2反應(yīng)生成甲烷（CH4）和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO2+4H2 CH4+ 2H2O。