Question

7．科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO₂”、“释放CO₂”，实现碳循环（如图所示）．


某化学小组的同学对此非常感兴趣，在老师的指导下设计如下装置探究上述设想的反应原理是否可行．
（1）能证明装置A产生CO₂的现象是C中的澄清石灰水变浑浊，相关反应的化学方程式为CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）装置B在实验结束撤掉酒精喷灯时的作用是防止石灰水倒吸入装置A中热的试管内；
（3）上述反应结束后，小组同学对D中固体的成分进行探究，以证明是否“捕捉”到CO₂．
【猜想与假设】D中的固体可能为：I．只有氧化钙；Ⅱ．氧化钙与碳酸钙；Ⅲ．只有碳酸钙．
【进行实验】
①甲从D中取一定量的固体于试管中，并加入适量的水振荡，有白色不溶物．甲认为猜想Ⅲ成立．乙认为上述实验不能证明猜想Ⅲ成立，其理由是氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶，也可能出现不溶物．
②乙从D中取一定量的固体于试管中，加入适量的水，触摸试管外壁，感觉发热；继续向试管中加入几滴稀盐酸，没有发现气泡产生．乙认为猜想I成立．丙认为乙的实验不足以证明猜想I成立，理由是加入的少量稀盐酸先与氢氧化钙反应，因此即使有碳酸钙，也没有气泡产生．
③丙认为用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠，他用水、酚酞试液和稀盐酸证明了猜想Ⅱ成立，请完成他的实验报告．

实验步骤	实验现象	实验结论
		猜想Ⅱ成立

（4）通过以上探究，小组同学认为该设想在反应原理上是可行的．该设想的优点有ABC．
A．原料易得    B．充分利用太阳能    C．释放出的CO₂可作为资源加以利用．

Answer 1

分析 （1）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳进行解答；
（2）根据二氧化碳和澄清石灰水反应后A装置内的压强变小进行解答；
（3）根据氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶，也可能出现不溶物、氧化钙和水反应会放出大量的热以及二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙进行解答；
（4）根据反应的原料及反应的条件分析选择．

解答 解：（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以能证明“释放CO₂”的现象是C中的澄清石灰水变浑浊；碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）二氧化碳和澄清石灰水反应后A装置内的压强变小，所以装置B的作用是防止石灰水倒吸入装置A中热的试管内（炸裂瓶底）；
（3）氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶，也可能出现不溶物，所以上述实验不足以证明猜想Ⅲ成立；丙同学认为乙的实验不足以证明猜想Ⅰ成立，理由是加入的少量稀盐酸先与氢氧化钙反应，因此即使有碳酸钙，也没有气泡产生；实验操作及现象取少量D中固体加入试管中，加水震荡，滴入无色酚酞试液，溶液变红，再向试管中加入足量的稀盐酸，有气泡产生，即可证明了猜想Ⅱ成立；
（4）观察流程图可以看出反应原料是氧化钙和二氧化碳，反应条件是利用太阳能，因此有原料易得且可循环利用，充分利用太阳能的优点，且释放出的CO₂可作为重要资源加以利用．
故答案为：
（1）C中的澄清石灰水变浑浊； CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）防止石灰水倒吸入装置A中热的试管内（炸裂瓶底）；
（3）①氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶，也可能出现不溶物；
②加入的少量稀盐酸先与氢氧化钙反应，因此即使有碳酸钙，也没有气泡产生；
③

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量D中固体加入试管中，加水震荡，滴入无色酚酞试液， 再向试管中加入足量的稀盐酸	溶液变红 有气泡产生	猜想Ⅱ成立

（4）ABC．

点评 本题属于信息题，考查了有关二氧化碳、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙等的性质和用途，难度不大，依据已有的知识结合题目的信息分析即可．