16.(4分)某实验小组同学设计了一款简易吸风机来“捉碳”,打开开关,风扇旋转产生的内外压强差将空气自右向左吸进简易吸风机,CO₂在纱布上被吸碳剂捕获,如图1。同学们通过实验探寻适宜的CO₂吸碳剂。
Ⅰ.初探CO₂吸碳剂——振荡吸收法(图2)
| A瓶 | B瓶 | C瓶 |
| ---- | ---- | ---- |
| 水
30 mL水 | 澄清石灰水
30 mL水 + 0.05 g Ca(OH)₂ | 石灰乳
30 mL水 + 2 g Ca(OH)₂ |
(1)在三个装有等量CO₂的软塑料瓶中分别倒入水、澄清石灰水、石灰乳,旋紧瓶盖,振荡,瘪得最厉害的是(填字母)瓶。
(2)在吸风机纱布上涂抹一层石灰乳进行实验,一段时间后发现纱布变硬,吸风效果变差,原因可能是(用化学方程式表示)。
Ⅱ.催化固碳
实验小组查阅资料,发现利用CO₂和H₂在催化剂作用下反应,不仅可以解决固碳问题还可以生成可作燃料的甲醇(CH₃OH)。

(3)结合图3可知,提高甲醇产率的方法是(写两条)。
(4)催化固碳条件较为苛刻,实验小组发现还可以利用电解法来固碳,写出电解法固碳的化学方程式:。

解：
(1) $\boldsymbol{C}$
(2) $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(3) 适当将温度控制在520K左右；增大体系压强（合理即可）
(4) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{通电} CH_{3}OH + H_{2}O}$

【分析】
本题围绕CO₂的吸碳与固碳展开，需结合二氧化碳的性质、图表信息、化学方程式书写规则等逐一分析：
(1) 比较三个瓶中Ca(OH)₂的量，判断对CO₂的吸收能力，吸收越多瓶内压强越小，瓶子越瘪；
(2) 石灰乳的主要成分是Ca(OH)₂，能与空气中的CO₂反应生成碳酸钙，导致纱布变硬；
(3) 从图3的两个曲线分别分析温度、压强对甲醇产率的影响，提取提高产率的方法；
(4) 根据图4的反应物和生成物，结合电解条件书写化学方程式。
【解析】
(1) A瓶是水，吸收CO₂的量少；B瓶是澄清石灰水，Ca(OH)₂量少；C瓶是石灰乳，含大量Ca(OH)₂，能充分吸收CO₂，瓶内压强减小最明显，所以瘪得最厉害的是C瓶。
(2) 石灰乳中的Ca(OH)₂与空气中的CO₂反应生成碳酸钙沉淀，使纱布变硬，反应的化学方程式为：$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$。
(3) 从温度对甲醇产率的曲线可知，520K时甲醇产率最高；从压强曲线可知，压强越大甲醇产率越高，因此提高甲醇产率的方法是：适当将温度控制在520K左右，增大体系压强。
(4) 由图4可知，电解法固碳的反应物是CO₂和H₂，生成物是CH₃OH和H₂O，反应条件为通电，化学方程式为：$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{通电} CH_{3}OH + H_{2}O}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{C}$
(2) $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(3) 适当将温度控制在520K左右；增大体系压强（合理即可）
(4) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{通电} CH_{3}OH + H_{2}O}$
【知识点】
二氧化碳的性质、化学方程式书写、反应条件对产率的影响、电解反应
【点评】
本题结合实际固碳问题，考查二氧化碳的吸收反应、图表信息提取、化学方程式书写等基础知识点，侧重学生的分析应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.6