Question

碳及其化合物在生产和生活中有重要意义。海水中CO₂的吸收能力取决于溶解的碳酸盐和硼酸盐生成的CO₃^2-和B(OH)₄^-浓度。已知：298K时，H₃BO₃+H₂OH⁺+B(OH)₄^-，K_a=5.7×10^-10，碳酸的电离平衡常数：K_a1=4.3×10^-7；K_a2=5.6×10^-11

(1)298K时，相同浓度的碳酸钠溶液和硼酸钠溶液，pH较大的是_______溶液。

(2)少量CO₂与B(OH)₄^-反应的离子方程式为___________。

(3)采用高温熔融混合碳酸盐Li_aNa_bK_cCO₃作电解质吸收并电解CO₂制得无定型炭是CO₂ 资源化利用的一种新途径。此法的阴极电极反应式为________。

Answer

碳酸钠 CO2+B(OH)4-=HCO3-+H3BO3 3CO2+4e-=C+2CO32-

【解析】

(1)根据形成盐的酸的酸性越弱，等浓度时相应的酸根离子水解程度越大，溶液的碱性越强分析；

(2)根据复分解反应规律书写离子方程式；

(3)电解吸收CO2，在阴极CO2得到电子变为C单质，同时产生CO32-，据此书写阴极电极反应式。

(1)根据电离平衡常数大小可知：酸性：H2CO3>H3BO3>HCO3-，所以在298K时，相同浓度的碳酸钠溶液和硼酸钠溶液，CO32-水解程度比较大，最终达到平衡时溶液pH较大的是碳酸钠；

(2)由于酸性：H2CO3>H3BO3>HCO3-，少量CO2与B(OH)4-反应的离子方程式为CO2+B(OH)4-=HCO3-+H3BO3；

(3)采用高温熔融混合碳酸盐LiaNabKcCO3作电解质，吸收并电解CO2制得无定型炭是CO2 资源化利用的一种新途径，此法中CO2在阴极得到电子变为C单质，同时得到CO32-，阴极电极反应式为3CO2+4e-=C+2CO32-。