Question

【题目】CO2的转换在生产、生活中具有重要的应用。

Ⅰ．CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义。

（1）海洋是地球上碳元素的最大“吸收池”。

①溶于海水中的CO2主要以四种无机碳形式存在，除CO2、H2CO3两种分子外，还有两种离子的化学式为____________。

②在海洋碳循环中，可通过下图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式：_____________。

（2）将CO2与金属钠组合设计成Na－CO2电池，很容易实现可逆的充、放电反应，该电池反应为4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C。放电时，在正极得电子的物质为______；充电时，阳极的反应式为_____。

Ⅱ．环境中的有害物质常通过转化为CO2来降低污染。

（3）TiO2是一种性能优良的半导体光催化剂，能有效地将有机污染物转化为CO2等小分子物质。下图为在TiO2的催化下，O3降解CH3CHO的示意图，则该反应的化学方程式为____。

（4）用新型钛基纳米PbO2作电极可将苯、酚类等降解为CO2 和H2O。该电极可通过下面过程制备：将钛基板用丙酮浸泡后再用水冲洗，在钛板上镀上一层铝膜。用它做阳极在草酸溶液中电解，一段时间后，铝被氧化为氧化铝并同时形成孔洞。再用Pb(NO3)2溶液处理得纳米PbO2，除去多余的氧化铝，获得钛基纳米PbO2电极。

①用丙酮浸泡的目的是______。

②电解时，电流强度和基板孔洞深度随时间变化如图所示，氧化的终点电流突然增加的原因是______。

Answer 1

【答案】HCO3－、CO32－Ca2＋＋2HCO3－=CaCO3↓＋CO2↑＋H2OCO2C－4e－＋2CO32－＝3CO25O3＋3CH3CHO 6CO2＋6H2O除去钛基表面的有机物（油污）铝氧化完成时，形成的孔洞到达金属钛的表面，金属钛导电能力强

【解析】

I.（1）.①.溶于海水中的CO2主要以四种无机碳形式存在，除CO2、H2CO3两种分子外，还有两种离子，分别为CO32-和HCO3-；②.根据图1的转化方式分析，钙化作用过程中，HCO3-通过钙化作用生成CaCO3，可知Ca2+与HCO3-在此反应中生成CaCO3，据此写出反应的离子方程式；

（2）.电池反应为4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C，放电时为原电池反应，原电池中正极物质得电子，发生还原反应，据此判断，充电时为电解池反应，阳极物质失去电子，发生氧化反应，结合总反应式写出阳极的电极反应方程式；

II.（3）根据题意可知，臭氧和乙醛在紫外线的作用下生成二氧化碳和水，据此书写化学方程式；

（4）.①.用丙酮浸泡的目的是除去钛基表面的有机物（油污）；②.铝氧化完成时，形成的孔洞到达金属钛的表面，金属钛导电能力强。

I. (1).①.溶于海水中的CO2主要以四种无机碳形式存在，除CO2、H2CO3两种分子外，还有两种离子，分别为CO32和HCO3，故答案为：HCO3、CO32；

②.根据图1的转化方式分析，在钙化作用过程中HCO3通过钙化作用生成CaCO3可知，Ca2+与HCO3在此反应中生成CaCO3，则反应的离子方程式为：Ca2＋＋2HCO3－=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，故答案为：Ca2＋＋2HCO3－=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O；

(2).电池反应为4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C，放电时为原电池反应，原电池中正极物质得电子发生还原反应，则放电时在正极得电子的物质为CO2，充电时为电解池反应，阳极物质失去电子发生氧化反应，根据总反应方程式可知，应为C失去电子变成CO2，则充电时阳极的反应式为：C－4e－＋2CO32－＝3CO2，故答案为：CO2；C－4e－＋2CO32－＝3CO2；

II. (3).根据题意可知，臭氧和乙醛在紫外线的作用下生成二氧化碳和水，化学方程式为5O3＋3CH3CHO 6CO2＋6H2O，故答案为：5O3＋3CH3CHO 6CO2＋6H2O；

(4).①.用丙酮浸泡的目的是除去钛基表面的有机物(油污)，故答案为：除去钛基表面的有机物(油污)；

②.电解时，电流强度和基板孔洞深度随时间变化如图所示，氧化的终点电流突然增加的原因是铝氧化完成时，形成的孔洞到达金属钛的表面，金属钛导电能力强，故答案为：铝氧化完成时，形成的孔洞到达金属钛的表面，金属钛导电能力强。