Question

【題目】研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移和歸宿,是當(dāng)今海洋科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。

(1)溶于海水的CO2主要以4種無機碳形式存在,其中HC占95%,寫出海水中碳酸氫鹽水解的離子方程式____________________________。

(2)在海洋碳循環(huán)中,通過如圖所示的途徑固碳。

①寫出鈣化作用的離子方程式（根據(jù)流程圖中的箭頭讀出部分反應(yīng)物與生成物）_____________________________________。

②同位素示蹤法證實光合作用釋放出的O2只來自H2O,用18O標(biāo)記物質(zhì)的光合作用的化學(xué)方程式如下,將其補充完整:____＋____(CH2O)x＋x18O2＋xH2O

(3)海水中溶解無機碳占海水總碳的95%以上,其準(zhǔn)確測量是研究海洋碳循環(huán)的基礎(chǔ),測量溶解無機碳,可采用如下方法:

①吸收CO2。用N2從酸化后的海水中吹出CO2并用堿液吸收(裝置示意圖如下),將虛線框中的裝置補充完整并標(biāo)出所用試劑（標(biāo)出導(dǎo)管進、出洗氣瓶的情況和加酸酸化的儀器并指出所用的酸）。

____

指出兩個盛裝NaOH溶液的洗氣瓶的作用分別為：

______________________________；______________________________。

②滴定。將吸收液吸收的無機碳轉(zhuǎn)化為NaHCO3,再用HCl溶液滴定,從而測得海水中溶解無機碳的濃度。

(4)利用如圖所示裝置從海水中提取CO2,有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。

①a室發(fā)生的電極反應(yīng)生成的離子與海水中的HC發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________,該反應(yīng)在_____室進行（填“a”、“b”或“c”）。

②b室排出的海水不可直接排回大海，應(yīng)用該裝置中____室產(chǎn)生的物質(zhì)處理（填“a”、“b”或“c”）,使海水接近中性后排回大海。

Answer 1

【答案】 HC＋H2O H2CO3＋OH－ Ca2＋＋2HCCaCO3↓＋CO2↑＋H2O xCO2 2xO 第一個洗氣瓶用于吸收海水中的無機碳生成的二氧化碳 第二個洗氣瓶用于防止空氣中的二氧化碳進入第一個洗氣瓶，使得測量更準(zhǔn)確 HC +H+ CO2↑+H2O b c

【解析】（1）海水中碳酸氫鹽水解的離子方程式：HC＋H2O H2CO3＋OH－；(2)①寫出鈣化作用的離子方程式：反應(yīng)物中含有碳酸氫根，生成物為碳酸鈣和CO2，依據(jù)元素守恒以及電荷守恒得出方程式為：2HCO3－+Ca2＋=CaCO3↓+CO2↑+H2O；②光合作用產(chǎn)生的O2來源于水，即水中的氧原子采用示蹤法標(biāo)記為18O，依據(jù)元素質(zhì)量守恒，應(yīng)需要CO2和H218O，故答案為： xCO2、2xO；（3）①可以使用稀硫酸酸化海水，利用分液漏斗滴加，長管進氣，短管出氣，故裝置為：；兩個盛裝NaOH溶液的洗氣瓶的作用分別為：第一個洗氣瓶用于吸收海水中的無機碳生成的二氧化碳； 第二個洗氣瓶用于防止空氣中的二氧化碳進入第一個洗氣瓶，使得測量更準(zhǔn)確。(4)①a室：2H2O-4e-=4H++O2↑，氫離子通過陽離子交換膜進入b室，發(fā)生反應(yīng)：H++HCO3-=CO2↑+H2O；②用該裝置產(chǎn)生的物質(zhì)處理b室排出的海水，合格后排回大海．處理至合格的方法是，c室：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調(diào)節(jié)至裝置入口海水的pH。