Question

12．工業上常用“碳捕捉”技術來“捕捉”空氣中的二氧化碳，再把捕捉的二氧化碳提取出來，經化學反應使之變成甲醇（CH₃OH）和水，其流程如下（部分反應條件和物質未標出）：

（1）捕捉室內反應的化學方程式是CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
（2）將Y加入X溶液后發生的化學方程式為CaO+H₂O=Ca（OH）₂，Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH，該反應在“反應分離室”內進行，反應后進行的分離操作所用的玻璃儀器是燒杯（填一種）．
（3）整個流程中，除水外，還有兩種可以循環利用的物質是CaO，NaOH（填化學式）．
（4）合成塔內的反應條件為300℃，200kPa和催化劑，請寫出合成塔內反應的化學方程式3H₂+CO₂$\frac{\underline{\;300℃、200KPa\;}}{催化劑}$CH₃OH+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據二氧化碳與氫氧化鈉反應的反應物、生成物寫出化學方程式；
（2）將Y加入X溶液后發生的化學方程式有：氧化鈣溶于水生成氫氧化鈣，然后氫氧化鈣與碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鈣和氫氧化鈉，所以通過過濾可以將其分離開來；
（3）可循環使用的物質是在前面的反應物中出現過，到了后面的生成物中又出現該物質；
（4）根據合成塔內的反應條件為300℃，200kPa和催化劑，寫出合成塔內反應的化學方程式．

解答 解：（1）捕捉室中發生反應的化學反應是二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，其化學方程式為CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
故答案是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（2）CaO和水反應生成氫氧化鈣，其反應方程式為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂；然后氫氧化鈣與碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鈣和氫氧化鈉，其反應方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；固體與液體分開用過濾，過濾需要用到的玻璃儀器有：燒杯、量筒、玻璃棒等，故答案是：CaO+H₂O=Ca（OH）₂；Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；燒杯；
（3）碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣和氫氧化鈉，而在前面空氣和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，所以氫氧化鈉可以循環使用；碳酸鈣高溫生成了氧化鈣和二氧化碳，在前面氧化鈣與碳酸鈉溶液反應，所以氧化鈣也可以循環使用，故填：NaOH；CaO； 
（4）合成塔內的反應條件為300℃，200kPa和催化劑，合成塔內反應的化學方程式為：3H₂+CO₂$\frac{\underline{\;300℃、200KPa\;}}{催化劑}$CH₃OH+H₂O；
故答案為：
（1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
（2）CaO+H₂O=Ca（OH）₂； Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；燒杯；
（3）NaOH；CaO；   
（4）3H₂+CO₂$\frac{\underline{\;300℃、200KPa\;}}{催化劑}$CH₃OH+H₂O．

點評 解答本題關鍵是會書寫化學方程式，要知道可循環使用物質的找法，前面反應物中出現，后面的生成物中出現．