Question

【題目】CO2的轉換在生產、生活中具有重要的應用。

Ⅰ．CO2的低碳轉型對抵御氣候變化具有重要意義。

（1）海洋是地球上碳元素的最大“吸收池”。

①溶于海水中的CO2主要以四種無機碳形式存在，除CO2、H2CO3兩種分子外，還有兩種離子的化學式為____________。

②在海洋碳循環中，可通過下圖所示的途徑固碳。寫出鈣化作用的離子方程式：_____________。

（2）將CO2與金屬鈉組合設計成Na－CO2電池，很容易實現可逆的充、放電反應，該電池反應為4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C。放電時，在正極得電子的物質為______；充電時，陽極的反應式為_____。

Ⅱ．環境中的有害物質常通過轉化為CO2來降低污染。

（3）TiO2是一種性能優良的半導體光催化劑，能有效地將有機污染物轉化為CO2等小分子物質。下圖為在TiO2的催化下，O3降解CH3CHO的示意圖，則該反應的化學方程式為____。

（4）用新型鈦基納米PbO2作電極可將苯、酚類等降解為CO2 和H2O。該電極可通過下面過程制備：將鈦基板用丙酮浸泡后再用水沖洗，在鈦板上鍍上一層鋁膜。用它做陽極在草酸溶液中電解，一段時間后，鋁被氧化為氧化鋁并同時形成孔洞。再用Pb(NO3)2溶液處理得納米PbO2，除去多余的氧化鋁，獲得鈦基納米PbO2電極。

①用丙酮浸泡的目的是______。

②電解時，電流強度和基板孔洞深度隨時間變化如圖所示，氧化的終點電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除去鈦基表面的有機物（油污）鋁氧化完成時，形成的孔洞到達金屬鈦的表面，金屬鈦導電能力強

【解析】

I.（1）.①.溶于海水中的CO2主要以四種無機碳形式存在，除CO2、H2CO3兩種分子外，還有兩種離子，分別為CO32-和HCO3-；②.根據圖1的轉化方式分析，鈣化作用過程中，HCO3-通過鈣化作用生成CaCO3，可知Ca2+與HCO3-在此反應中生成CaCO3，據此寫出反應的離子方程式；

（2）.電池反應為4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C，放電時為原電池反應，原電池中正極物質得電子，發生還原反應，據此判斷，充電時為電解池反應，陽極物質失去電子，發生氧化反應，結合總反應式寫出陽極的電極反應方程式；

II.（3）根據題意可知，臭氧和乙醛在紫外線的作用下生成二氧化碳和水，據此書寫化學方程式；

（4）.①.用丙酮浸泡的目的是除去鈦基表面的有機物（油污）；②.鋁氧化完成時，形成的孔洞到達金屬鈦的表面，金屬鈦導電能力強。

I. (1).①.溶于海水中的CO2主要以四種無機碳形式存在，除CO2、H2CO3兩種分子外，還有兩種離子，分別為CO32和HCO3，故答案為：HCO3、CO32；

②.根據圖1的轉化方式分析，在鈣化作用過程中HCO3通過鈣化作用生成CaCO3可知，Ca2+與HCO3在此反應中生成CaCO3，則反應的離子方程式為：Ca2＋＋2HCO3－=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，故答案為：Ca2＋＋2HCO3－=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O；

(2).電池反應為4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C，放電時為原電池反應，原電池中正極物質得電子發生還原反應，則放電時在正極得電子的物質為CO2，充電時為電解池反應，陽極物質失去電子發生氧化反應，根據總反應方程式可知，應為C失去電子變成CO2，則充電時陽極的反應式為：C－4e－＋2CO32－＝3CO2，故答案為：CO2；C－4e－＋2CO32－＝3CO2；

II. (3).根據題意可知，臭氧和乙醛在紫外線的作用下生成二氧化碳和水，化學方程式為5O3＋3CH3CHO 6CO2＋6H2O，故答案為：5O3＋3CH3CHO 6CO2＋6H2O；

(4).①.用丙酮浸泡的目的是除去鈦基表面的有機物(油污)，故答案為：除去鈦基表面的有機物(油污)；

②.電解時，電流強度和基板孔洞深度隨時間變化如圖所示，氧化的終點電流突然增加的原因是鋁氧化完成時，形成的孔洞到達金屬鈦的表面，金屬鈦導電能力強，故答案為：鋁氧化完成時，形成的孔洞到達金屬鈦的表面，金屬鈦導電能力強。