Question

（15分）为减小和消除CO₂对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO₂创新利用的研究。最近有科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下：

（1）在合成塔中，若有4.4kg CO₂与足量H₂恰好完全反应，可放出4947 kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式是                                       。

（2）以甲醇为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂，负极通入甲醇，在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是：

           CH₃OH + H₂O － 6e^－ ==== CO₂  + 6H⁺

则正极发生的反应是           ；放电时，H^＋移向电池的       （填“正”或“负”）极。

（3）常温常压下，饱和CO₂水溶液的pH=5.6，c(H₂CO₃)=1.5×10^－5 mol·L^－1。若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃HCO₃^－＋H⁺ 的平衡常数K =              。（已知：10^－5.6=2.5×10^－6）

（4）常温下，0.1 mol·L^－1NaHCO₃溶液的pH大于8，则溶液中c(H₂CO₃)         c(CO₃^2－) (填“＞”、“＝”或“＜”)，原因是                         （用离子方程式和必要的文字说明）。

（5）小李同学拟用沉淀法测定空气中CO₂的体积分数，他查得CaCO₃、BaCO₃的溶度积（Ksp）分别为4.96×10^－9、2.58×10^－9。小李应该选用的试剂是___________________。

Answer

（1）CO2（g）+3H2（g）=== CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝－49．47kJ/mol（3分）

（2）O2 + 4H+  + 4e－ ＝2 H2O   （2分）     正   （2分）

（3）4.2×10－7 mol·L－1   （3分）

（4）＞ （1分） 因为既存在 HCO3－CO32－＋H+ 也存在HCO3－＋H2OH2CO3＋OH－、而HCO3－的水解程度大于电离程度  （2分）

（5）Ba（OH）2（或NaOH溶液和BaCl2溶液） (2分)