Question

【題目】（14分）研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移和歸宿，是當(dāng)今海洋科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。

（1）溶于海水的CO2主要以4種無機(jī)碳形式存在，其中HCO3-占95%，寫出CO2溶于水產(chǎn)生HCO3-的方程式： 。

（2）在海洋循環(huán)中，通過下圖所示的途徑固碳。

①寫出鈣化作用的離子方程式： 。

②同位素示蹤法證實(shí)光合作用釋放出的O2只來自于H2O，用18O標(biāo)記物質(zhì)的光合作用的化學(xué)方程式如下，將其補(bǔ)充完整： + ===（CH2O）x+x18O2+xH2O

（3）海水中溶解無機(jī)碳占海水總碳的95%以上，其準(zhǔn)確測量是研究海洋碳循環(huán)的基礎(chǔ)，測量溶解無機(jī)碳，可采用如下方法：

①氣提、吸收CO2，用N2從酸化后的還說中吹出CO2并用堿液吸收（裝置示意圖如下），將虛線框中的裝置補(bǔ)充完整并標(biāo)出所用試劑。

②滴定。將吸收液洗后的無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為NaHCO3，再用xmol/LHCl溶液滴定，消耗ymlHCl溶液，海水中溶解無機(jī)碳的濃度= mol/L。

（4）利用下圖所示裝置從海水中提取CO2，有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。

①結(jié)合方程式簡述提取CO2的原理： 。

②用該裝置產(chǎn)生的物質(zhì)處理b室排出的海水，合格后排回大海。處理至合格的方法是 。

Answer 1

【答案】（1）CO2+H2OH2CO3，H2CO3HCO3－+H+

（2）①Ca2++ 2HCO3－="==" CaCO3↓+ CO2+H2O

②xCO22x H218O

（3）①

②xy/z

（4）①a室：2H2O-4e－= O2↑+4H+，H+通過陽離子膜進(jìn)入b室，發(fā)生反應(yīng)：HCO3－+H+= CO2↑+H2O。②c室的反應(yīng)：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調(diào)節(jié)至接近裝置入口海水的pH

【解析】

試題（1）考查碳酸的第1步電離：CO2+H2OHCO3－+H+

（2）①根據(jù)反應(yīng)物是HCO3－，生成物是CaCO3和CO2，易知本題的反應(yīng)方程式。

Ca2++ 2HCO3－="==" CaCO3↓+ CO2+H2O 。

②根據(jù)元素守恒法，及示蹤原子的標(biāo)記可知方程式中的填空為：xCO2+ 2x H218O

（3）①注意酸化的試劑要用硫酸，一定不能用鹽酸，HCl會(huì)揮發(fā)出來影響后續(xù)的滴定。

②該滴定過程轉(zhuǎn)化的關(guān)系式為：

CO2~ HCO3－~ HCl

1 1

n（CO2） x mol/L×y×10-3L

解得：n（CO2）=xy×10-3mol 所以：c（CO2）="xy/z" mol/L

（4）①海水pH＞8，顯堿性，需要H+中和降低海水的堿性，a室發(fā)生陽極反應(yīng)：2H2O-4e－= O2↑+4H+, c（OH－）下降，H2OOH－+H+平衡右移，c（H+）增大，H+從a室進(jìn)入b室，發(fā)生反應(yīng)：HCO3－+H+="=" CO2+H2O。

②c室的反應(yīng)：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調(diào)節(jié)至接近裝置入口海水的pH 。