Question

【題目】CO2的轉(zhuǎn)換在生產(chǎn)、生活中具有重要的應(yīng)用。

Ⅰ．CO2的低碳轉(zhuǎn)型對(duì)抵御氣候變化具有重要意義。

（1）海洋是地球上碳元素的最大“吸收池”。

①溶于海水中的CO2主要以四種無(wú)機(jī)碳形式存在，除CO2、H2CO3兩種分子外，還有兩種離子的化學(xué)式為____________。

②在海洋碳循環(huán)中，可通過(guò)下圖所示的途徑固碳。寫出鈣化作用的離子方程式：_____________。

（2）將CO2與金屬鈉組合設(shè)計(jì)成Na－CO2電池，很容易實(shí)現(xiàn)可逆的充、放電反應(yīng)，該電池反應(yīng)為4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C。放電時(shí)，在正極得電子的物質(zhì)為______；充電時(shí)，陽(yáng)極的反應(yīng)式為_____。

Ⅱ．環(huán)境中的有害物質(zhì)常通過(guò)轉(zhuǎn)化為CO2來(lái)降低污染。

（3）TiO2是一種性能優(yōu)良的半導(dǎo)體光催化劑，能有效地將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為CO2等小分子物質(zhì)。下圖為在TiO2的催化下，O3降解CH3CHO的示意圖，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

（4）用新型鈦基納米PbO2作電極可將苯、酚類等降解為CO2 和H2O。該電極可通過(guò)下面過(guò)程制備：將鈦基板用丙酮浸泡后再用水沖洗，在鈦板上鍍上一層鋁膜。用它做陽(yáng)極在草酸溶液中電解，一段時(shí)間后，鋁被氧化為氧化鋁并同時(shí)形成孔洞。再用Pb(NO3)2溶液處理得納米PbO2，除去多余的氧化鋁，獲得鈦基納米PbO2電極。

①用丙酮浸泡的目的是______。

②電解時(shí)，電流強(qiáng)度和基板孔洞深度隨時(shí)間變化如圖所示，氧化的終點(diǎn)電流突然增加的原因是______。

Answer 1

【答案】HCO3－、CO32－Ca2＋＋2HCO3－=CaCO3↓＋CO2↑＋H2OCO2C－4e－＋2CO32－＝3CO25O3＋3CH3CHO 6CO2＋6H2O除去鈦基表面的有機(jī)物（油污）鋁氧化完成時(shí)，形成的孔洞到達(dá)金屬鈦的表面，金屬鈦導(dǎo)電能力強(qiáng)

【解析】

I.（1）.①.溶于海水中的CO2主要以四種無(wú)機(jī)碳形式存在，除CO2、H2CO3兩種分子外，還有兩種離子，分別為CO32-和HCO3-；②.根據(jù)圖1的轉(zhuǎn)化方式分析，鈣化作用過(guò)程中，HCO3-通過(guò)鈣化作用生成CaCO3，可知Ca2+與HCO3-在此反應(yīng)中生成CaCO3，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；

（2）.電池反應(yīng)為4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C，放電時(shí)為原電池反應(yīng)，原電池中正極物質(zhì)得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此判斷，充電時(shí)為電解池反應(yīng)，陽(yáng)極物質(zhì)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合總反應(yīng)式寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)方程式；

II.（3）根據(jù)題意可知，臭氧和乙醛在紫外線的作用下生成二氧化碳和水，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；

（4）.①.用丙酮浸泡的目的是除去鈦基表面的有機(jī)物（油污）；②.鋁氧化完成時(shí)，形成的孔洞到達(dá)金屬鈦的表面，金屬鈦導(dǎo)電能力強(qiáng)。

I. (1).①.溶于海水中的CO2主要以四種無(wú)機(jī)碳形式存在，除CO2、H2CO3兩種分子外，還有兩種離子，分別為CO32和HCO3，故答案為：HCO3、CO32；

②.根據(jù)圖1的轉(zhuǎn)化方式分析，在鈣化作用過(guò)程中HCO3通過(guò)鈣化作用生成CaCO3可知，Ca2+與HCO3在此反應(yīng)中生成CaCO3，則反應(yīng)的離子方程式為：Ca2＋＋2HCO3－=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，故答案為：Ca2＋＋2HCO3－=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O；

(2).電池反應(yīng)為4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C，放電時(shí)為原電池反應(yīng)，原電池中正極物質(zhì)得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則放電時(shí)在正極得電子的物質(zhì)為CO2，充電時(shí)為電解池反應(yīng)，陽(yáng)極物質(zhì)失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)總反應(yīng)方程式可知，應(yīng)為C失去電子變成CO2，則充電時(shí)陽(yáng)極的反應(yīng)式為：C－4e－＋2CO32－＝3CO2，故答案為：CO2；C－4e－＋2CO32－＝3CO2；

II. (3).根據(jù)題意可知，臭氧和乙醛在紫外線的作用下生成二氧化碳和水，化學(xué)方程式為5O3＋3CH3CHO 6CO2＋6H2O，故答案為：5O3＋3CH3CHO 6CO2＋6H2O；

(4).①.用丙酮浸泡的目的是除去鈦基表面的有機(jī)物(油污)，故答案為：除去鈦基表面的有機(jī)物(油污)；

②.電解時(shí)，電流強(qiáng)度和基板孔洞深度隨時(shí)間變化如圖所示，氧化的終點(diǎn)電流突然增加的原因是鋁氧化完成時(shí)，形成的孔洞到達(dá)金屬鈦的表面，金屬鈦導(dǎo)電能力強(qiáng)，故答案為：鋁氧化完成時(shí)，形成的孔洞到達(dá)金屬鈦的表面，金屬鈦導(dǎo)電能力強(qiáng)。