Question

【題目】某學習小組對CO2展開研究：

Ⅰ．CO2的制備

（1）寫出圖中標號儀器的名稱：①______。

（2）實驗室制取CO2的反應原理是為______（寫化學方程式）。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，堵住右側導氣管，打開分液漏斗活塞，若觀察到______，則裝置不漏氣。

（3）實驗發現：制取CO2時，最好選用質量分數為7.5％的稀鹽酸。現欲配制100g 7.5％的稀鹽酸，需要37％（密度為1.18g / mL）的濃鹽酸______mL（計算結果精確到小數點后一位），需要水______mL（精確度同上）。量取水時，若仰視讀數（其他操作均正確），則所配稀鹽酸的質量分數______7.5％（填“＞”或“＝”或“＜”），配制過程不需要的儀器是______。

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驗，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，測集氣瓶內氣壓。（飽和碳酸氫鈉溶液可吸收CO2中的HCl氣體，NaOH溶液可用來吸收CO2）

方法1：當B裝置開始產氣泡15s后，用排水法收集 CO2氣體，記錄集滿CO2氣體所要的時間為t；

方法2 ：當B裝置開始產氣泡15s后，用向上排空氣法收集，收集時間用方法一所用的平均時間t0；

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

實驗數據：

	方法1	方法2	方法3
瓶內初始氣壓（kPa）	104.2	104.2	104.2
三次實驗最終氣壓平均值（kPa）	9.3	31.8	39.7
CO2純度	91.1％	69.5％	X

數據

（4）三種方法均在15s后開始收集的原因是______。

（5）已知：CO2純度 =，則方法3所收集CO2的純度為______。通過對比，欲收集更高純度的CO2，應采用______法收集。

Ⅲ．二氧化碳轉化新進展

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

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

Answer 1

【答案】錐形瓶 CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑ 分液漏斗末端出現穩定的水柱 17.2mL 79.7 mL ＜ AF 為了排凈裝置內的空氣 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）實驗室用大理石和稀鹽酸反應制取CO2，反應方程式為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，堵住右側導氣管，打開分液漏斗活塞，若觀察到分液漏斗末端出現穩定的水柱，則裝置不漏氣。

（3）設配制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，若仰視讀數（其他操作均正確），造成量取的水偏多，則所配稀鹽酸的質量分數偏小；配制過程不需要A、酒精燈和F、藥匙。

（4）三種方法均在15s后開始收集的原因是為了排凈裝置內的空氣；

（5）方法3所收集CO2的純度為：CO2純度 ==（1－）×100%=61.9%。通過對比，欲收集更高純度的CO2，應采用排水法收集。

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

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