Question

CO₂是最主要的温室气体，也是巨大的碳资源，CO₂的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。

（1）以CO₂为原料制取炭黑的太阳能工艺如图所示。

①反应1的基本类型为_______________。

②反应2中碳元素的化合价_______________（填“升高”“不变”或“降低”）。

（2）利用NaOH溶液吸收CO₂，部分转化关系见图。

反应①的化学方程式为_________，该转化中循环使用的物质是________。

（3）利用Na₂CO₃或K₂CO₃溶液吸收低浓度的CO₂，将其转化为NaHCO₃或KHCO₃，NaHCO₃或KHCO₃受热分解生成高浓度的CO₂储存利用，生成的Na₂CO₃或K₂CO₃循环使用以降低生产成本。

吸收剂	Na2CO3	K2CO3
20℃最高浓度（g/L）	212	1104
价格（元/Kg）	1.25	9.80

根据表中信息，选择K₂CO₃溶液作吸收液的优点是_______________。

（4）利用一种新型“人造树叶”将CO₂转化为乙醇（C₂H₅OH）的反应如下：，研究显示，1L“人造树叶”每天能从空气中吸收968gCO₂，计算1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量（写出计算过程）。_____

（5）某研究小组设计如下图所示实验，探究CO₂和H₂在一定条件下反应的产物。

查阅资料：①CO₂和H₂在合适催化剂和一定温度下反应转化为CO和H₂O；

②白色无水硫酸铜吸水后变为蓝色。

实验过程中观察到的主要现象有：B装置中白色固体变为蓝色，C装置中黑色固体变为红色，D装置中澄清石灰水变浑浊。

①设计B装置的目的是_______________。

②C装置中发生的反应的化学方程式为_______________。

③研究小组反思后认为，根据上述实验现象不能确认CO₂和H₂反应生成了CO，理由是_____________。

Answer

分解反应 降低 氢氧化钠 吸收二氧化碳的能力较强 506g 检验反应是否有水生成 氢气和氧化铜加热生成铜和二氧化碳，不能确定是否是一氧化碳和氧化铜反应

【解析】

四氧化三铁在2300K、光照条件下生成氧气和氧化亚铁，二氧化碳和氢氧化钠生成碳酸钠和水，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，一氧化碳和氧化铜高温生成铜和二氧化碳，氢气和氧化铜加热生成铜和二氧化碳。

（1）①反应1是四氧化三铁在2300K、光照条件下生成氧气和氧化亚铁，反应符合一变多，故基本类型为分解反应。

②反应2中反应物中碳元素在二氧化碳中，生成物中碳元素在碳单质中，二氧化碳中氧元素的化合价为-2价，设碳元素的化合价为x，化合物中各元素的正负化合价代数和为零，则，，二氧化碳中碳元素的化合价为+4价，碳单质中碳元素的化合价为0，故碳元素的化合价降低。

（2）反应①是二氧化碳和氢氧化钠生成碳酸钠和水，故反应的化学方程式为，由转化关系图可知，氢氧化钠参加反应，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，故该转化中循环使用的物质是氢氧化钠。

（3）根据表中信息可知，碳酸钾吸收二氧化碳能力较强，碳酸氢钾加热生成碳酸钾、二氧化碳和水，故选择K2CO3溶液作吸收液的优点是吸收二氧化碳的能力较强。

（4）设1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量为y

故1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量为506g。

（5）①白色无水硫酸铜吸水后变为蓝色，故设计B装置的目的是检验反应是否有水生成。

②C装置中发生的反应是一氧化碳和氧化铜高温生成铜和二氧化碳，故反应的化学方程式为。

③氢气和氧化铜加热生成铜和水，故根据上述实验现象不能确认CO2和H2反应生成了CO，理由是氢气和氧化铜加热生成铜和水，不能确定是否是一氧化碳和氧化铜反应。