Question

【题目】某学习小组对CO2展开研究：

Ⅰ．CO2的制备

（1）写出图中标号仪器的名称：①______。

（2）实验室制取CO2的反应原理是为______（写化学方程式）。检查A装置的气密性的一种方法是向分液漏斗中加适量水，堵住右侧导气管，打开分液漏斗活塞，若观察到______，则装置不漏气。

（3）实验发现：制取CO2时，最好选用质量分数为7.5％的稀盐酸。现欲配制100g 7.5％的稀盐酸，需要37％（密度为1.18g / mL）的浓盐酸______mL（计算结果精确到小数点后一位），需要水______mL（精确度同上）。量取水时，若仰视读数（其他操作均正确），则所配稀盐酸的质量分数______7.5％（填“＞”或“＝”或“＜”），配制过程不需要的仪器是______。

A．酒精灯 B．量筒 C．烧杯 D．玻璃棒 E．胶头滴管 F．药匙

Ⅱ．CO2的收集

用以下三种方法收集，每种方法均做三次实验，取平均值。将C装置注射器中足量NaOH溶液注入集气瓶中，充分振荡，测集气瓶内气压。（饱和碳酸氢钠溶液可吸收CO2中的HCl气体，NaOH溶液可用来吸收CO2）

方法1：当B装置开始产气泡15s后，用排水法收集 CO2气体，记录集满CO2气体所要的时间为t；

方法2 ：当B装置开始产气泡15s后，用向上排空气法收集，收集时间用方法一所用的平均时间t0；

方法3：当B装置开始产气泡15s后，用向上排空气法收集，同时用燃着木条放在集气瓶口，待木条熄灭，立即盖上玻璃片。

实验数据：

	方法1	方法2	方法3
瓶内初始气压（kPa）	104.2	104.2	104.2
三次实验最终气压平均值（kPa）	9.3	31.8	39.7
CO2纯度	91.1％	69.5％	X

数据

（4）三种方法均在15s后开始收集的原因是______。

（5）已知：CO2纯度 =，则方法3所收集CO2的纯度为______。通过对比，欲收集更高纯度的CO2，应采用______法收集。

Ⅲ．二氧化碳转化新进展

（6）利用非高热电浆体合成技术可将CO2和甲烷（CH4）反应合成乙酸（CH3COOH），反应的化学方程式为______。

（7）在光催化条件下，CO2和H2反应生成甲烷（CH4）和水，反应的化学方程式为______。

Answer 1

【答案】锥形瓶 CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑ 分液漏斗末端出现稳定的水柱 17.2mL 79.7 mL ＜ AF 为了排净装置内的空气 61.9% 排水法 CO2+ CH4＝CH3COOH CO2+4H2 CH4+ 2H2O

【解析】

（1）仪器①的名称为：锥形瓶。

（2）实验室用大理石和稀盐酸反应制取CO2，反应方程式为CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑。检查A装置的气密性的一种方法是向分液漏斗中加适量水，堵住右侧导气管，打开分液漏斗活塞，若观察到分液漏斗末端出现稳定的水柱，则装置不漏气。

（3）设配制100g 7.5%的稀盐酸，需要37%（密度为1.18g/mL）的浓盐酸体积为V，则：37%×1.18g/mL×V=100g×7.5% ，解得V≈17.2mL；需要水的质量为：100g－17.2mL×1.18g/mL=79.7g，水的体积为：79.7g÷1g/mL=79.7mL；量取水时，若仰视读数（其他操作均正确），造成量取的水偏多，则所配稀盐酸的质量分数偏小；配制过程不需要A、酒精灯和F、药匙。

（4）三种方法均在15s后开始收集的原因是为了排净装置内的空气；

（5）方法3所收集CO2的纯度为：CO2纯度 ==（1－）×100%=61.9%。通过对比，欲收集更高纯度的CO2，应采用排水法收集。

（6）利用非高热电浆体合成技术可将CO2和甲烷（CH4）反应合成乙酸（CH3COOH），反应的化学方程式为：CO2+ CH4＝CH3COOH；

（7）在光催化条件下，CO2和H2反应生成甲烷（CH4）和水，反应的化学方程式为：CO2+4H2 CH4+ 2H2O。