Question

【題目】研究CO2在海洋中的轉移和歸宿，是當今海洋科學研究的前沿領域。

（1）溶于海水的 CO2主要以4種無機碳形式存在，其中 HCO3－占95%，寫出CO2溶于水產生HCO3－的方程式：___________。

（2）在海洋循環中，通過如圖所示的途徑固碳， 寫出鈣化作用的離子方程式__________。

（3）海水中溶解無機碳占海水總碳的 95%以上，其準確測量是研究海洋碳循環的基礎，測量溶解無機碳，可采用如下方法： ①氣提、吸收CO2。用N2從酸化后的海水中吹出 CO2 并用堿液吸收（裝置如圖），將虛線框中的裝置補充完整并標出所用試劑_________

②滴定。將吸收液吸收的無機碳轉化為NaHCO3，再用x mol/L鹽酸滴定，消耗y mL鹽酸，則海水中溶解無機碳的濃度=________mol/L。

（4）利用下圖所示裝置從海水中提取 CO2，有利于減少環境溫室氣體含量。

① 結合方程式簡述提取 CO2的原理：_____________。

②用該裝置產生的物質處理 b室排出的海水，合格后排回大海。處理至合格的具體方法是__________。

Answer 1

【答案】 CO2＋H2OH2CO3、 H2CO3HCO3－＋H+ Ca2+＋2HCO3－= CaCO3↓＋CO2↑＋H2O xy/2 a 室：2H2O－4e－=O2↑＋4H+，H+通過陽離子膜從a室進入b室，發生反應：HCO3－＋H+=CO2↑+H2O 用 c 室排除的堿液將從b室排出的酸性海水調節至接近裝置入口海水的 pH

【解析】（1）二氧化碳溶于水生成的碳酸為弱酸，部分電離生成碳酸氫根，有關方程式為：CO2+H2OH2CO3，H2CO3H++HCO3-；

（2）反應物中含有碳酸氫根，生成物為碳酸鈣，依據元素守恒以及電荷守恒得出方程式為：2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O；

（3）①酸化海水，可以使用試劑：稀硫酸，利用分液漏斗滴加，長管進氣，短管出氣，故裝置為：；

②此反應原理為：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，即碳酸氫鈉與鹽酸的物質的量之比為1：1，那么海水中碳酸氫鈉的濃度為c，體積均為mL，依據題意有c×z=xy，解c=；

（4）①a室：2H2O-4e-=4H++O2↑，氫離子通過陽離子交換膜進入b室，發生反應：H++HCO3-=CO2↑+H2O；
②用該裝置產生的物質處理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節至裝置入口海水的pH。