Question

7．科學(xué)家設(shè)想利用太陽能加熱器“捕捉CO₂”、“釋放CO₂”，實現(xiàn)碳循環(huán)（如圖所示）．


某化學(xué)小組的同學(xué)對此非常感興趣，在老師的指導(dǎo)下設(shè)計如下裝置探究上述設(shè)想的反應(yīng)原理是否可行．
（1）能證明裝置A產(chǎn)生CO₂的現(xiàn)象是C中的澄清石灰水變渾濁，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）裝置B在實驗結(jié)束撤掉酒精噴燈時的作用是防止石灰水倒吸入裝置A中熱的試管內(nèi)；
（3）上述反應(yīng)結(jié)束后，小組同學(xué)對D中固體的成分進行探究，以證明是否“捕捉”到CO₂．
【猜想與假設(shè)】D中的固體可能為：I．只有氧化鈣；Ⅱ．氧化鈣與碳酸鈣；Ⅲ．只有碳酸鈣．
【進行實驗】
①甲從D中取一定量的固體于試管中，并加入適量的水振蕩，有白色不溶物．甲認為猜想Ⅲ成立．乙認為上述實驗不能證明猜想Ⅲ成立，其理由是氧化鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣微溶，也可能出現(xiàn)不溶物．
②乙從D中取一定量的固體于試管中，加入適量的水，觸摸試管外壁，感覺發(fā)熱；繼續(xù)向試管中加入幾滴稀鹽酸，沒有發(fā)現(xiàn)氣泡產(chǎn)生．乙認為猜想I成立．丙認為乙的實驗不足以證明猜想I成立，理由是加入的少量稀鹽酸先與氫氧化鈣反應(yīng)，因此即使有碳酸鈣，也沒有氣泡產(chǎn)生．
③丙認為用感覺溫度變化的方法判斷是否有氧化鈣不可靠，他用水、酚酞試液和稀鹽酸證明了猜想Ⅱ成立，請完成他的實驗報告．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
		猜想Ⅱ成立

（4）通過以上探究，小組同學(xué)認為該設(shè)想在反應(yīng)原理上是可行的．該設(shè)想的優(yōu)點有ABC．
A．原料易得    B．充分利用太陽能    C．釋放出的CO₂可作為資源加以利用．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳進行解答；
（2）根據(jù)二氧化碳和澄清石灰水反應(yīng)后A裝置內(nèi)的壓強變小進行解答；
（3）根據(jù)氧化鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣微溶，也可能出現(xiàn)不溶物、氧化鈣和水反應(yīng)會放出大量的熱以及二氧化碳和氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣進行解答；
（4）根據(jù)反應(yīng)的原料及反應(yīng)的條件分析選擇．

解答 解：（1）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以能證明“釋放CO₂”的現(xiàn)象是C中的澄清石灰水變渾濁；碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）二氧化碳和澄清石灰水反應(yīng)后A裝置內(nèi)的壓強變小，所以裝置B的作用是防止石灰水倒吸入裝置A中熱的試管內(nèi)（炸裂瓶底）；
（3）氧化鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣微溶，也可能出現(xiàn)不溶物，所以上述實驗不足以證明猜想Ⅲ成立；丙同學(xué)認為乙的實驗不足以證明猜想Ⅰ成立，理由是加入的少量稀鹽酸先與氫氧化鈣反應(yīng)，因此即使有碳酸鈣，也沒有氣泡產(chǎn)生；實驗操作及現(xiàn)象取少量D中固體加入試管中，加水震蕩，滴入無色酚酞試液，溶液變紅，再向試管中加入足量的稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，即可證明了猜想Ⅱ成立；
（4）觀察流程圖可以看出反應(yīng)原料是氧化鈣和二氧化碳，反應(yīng)條件是利用太陽能，因此有原料易得且可循環(huán)利用，充分利用太陽能的優(yōu)點，且釋放出的CO₂可作為重要資源加以利用．
故答案為：
（1）C中的澄清石灰水變渾濁； CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）防止石灰水倒吸入裝置A中熱的試管內(nèi)（炸裂瓶底）；
（3）①氧化鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣微溶，也可能出現(xiàn)不溶物；
②加入的少量稀鹽酸先與氫氧化鈣反應(yīng)，因此即使有碳酸鈣，也沒有氣泡產(chǎn)生；
③

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量D中固體加入試管中，加水震蕩，滴入無色酚酞試液， 再向試管中加入足量的稀鹽酸	溶液變紅 有氣泡產(chǎn)生	猜想Ⅱ成立

（4）ABC．

點評 本題屬于信息題，考查了有關(guān)二氧化碳、氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣等的性質(zhì)和用途，難度不大，依據(jù)已有的知識結(jié)合題目的信息分析即可．