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17. [2025杭州钱塘期中]我国政府承诺努力争取在2060年前实现“碳中和”。研究发现，除了陆地植物固碳外，海洋也是重要的固碳之地，如图甲所示为海洋吸收二氧化碳的三种方式。
（1）自然溶解:大气中的二氧化碳能不断地溶于海水中。研究表明,海水温度越低,单位体积溶解的二氧化碳越多。在一年四季中,单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是
（2）植物固碳:近海滩涂上的红树林、海洋浮游植物等通过
（3）碳酸盐泵:贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳元素以碳酸钙的形式沉积起来。
①某地的贝壳堤储存了约1亿吨贝壳,其中90%为碳酸钙,则该地的贝壳堤固定了多少亿吨碳元素?
②为测定某珊瑚样品中碳酸钙的质量分数,用图乙中的实验装置进行实验,将20 g稀盐酸加入1.25 g样品中,生成的CO₂体积与反应时间的关系如图丙所示。已知本实验条件下CO₂的密度为1.8 g/L,求该样品中CaCO₃的质量分数。
（1）自然溶解:大气中的二氧化碳能不断地溶于海水中。研究表明,海水温度越低,单位体积溶解的二氧化碳越多。在一年四季中,单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是
冬
季。（2）植物固碳:近海滩涂上的红树林、海洋浮游植物等通过
光合
作用吸收二氧化碳,最终这些碳元素随着植物残体沉积到海底。（3）碳酸盐泵:贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳元素以碳酸钙的形式沉积起来。
①某地的贝壳堤储存了约1亿吨贝壳,其中90%为碳酸钙,则该地的贝壳堤固定了多少亿吨碳元素?
②为测定某珊瑚样品中碳酸钙的质量分数,用图乙中的实验装置进行实验,将20 g稀盐酸加入1.25 g样品中,生成的CO₂体积与反应时间的关系如图丙所示。已知本实验条件下CO₂的密度为1.8 g/L,求该样品中CaCO₃的质量分数。
答案
（1）冬
（2）光合
（3）① 碳酸钙质量:1亿吨×90%=0.9亿吨;碳酸钙($\ce{CaCO_{3}}$)中碳元素质量分数:$\frac{12}{40+12+3×16}×100\%=12\%$,固定碳元素质量:0.9亿吨×12%=0.108亿吨
② 由图丙知$\ce{CO_{2}}$体积$V=244\ \mathrm{mL}=0.244\ \mathrm{L}$,$\ce{CO_{2}}$的质量$m=V\rho=0.244\ \mathrm{L}×1.8\ \mathrm{g/L}=0.4392\ \mathrm{g}$;设样品中$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$x$,则:
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
$\frac{100}{x}=\frac{44}{0.4392\ \mathrm{g}}$
$x\approx0.998\ \mathrm{g}$
碳酸钙的质量分数:$\frac{0.998\ \mathrm{g}}{1.25\ \mathrm{g}}×100\%\approx80\%$
解析:(1)海水温度越低,单位体积溶解的$\ce{CO_{2}}$越多,一年四季中冬季温度最低,因此单位体积海水中溶解$\ce{CO_{2}}$最多的是冬季。(2)植物通过光合作用吸收$\ce{CO_{2}}$,实现碳固定。
（2）光合
（3）① 碳酸钙质量:1亿吨×90%=0.9亿吨;碳酸钙($\ce{CaCO_{3}}$)中碳元素质量分数:$\frac{12}{40+12+3×16}×100\%=12\%$,固定碳元素质量:0.9亿吨×12%=0.108亿吨
② 由图丙知$\ce{CO_{2}}$体积$V=244\ \mathrm{mL}=0.244\ \mathrm{L}$,$\ce{CO_{2}}$的质量$m=V\rho=0.244\ \mathrm{L}×1.8\ \mathrm{g/L}=0.4392\ \mathrm{g}$;设样品中$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$x$,则:
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
$\frac{100}{x}=\frac{44}{0.4392\ \mathrm{g}}$
$x\approx0.998\ \mathrm{g}$
碳酸钙的质量分数:$\frac{0.998\ \mathrm{g}}{1.25\ \mathrm{g}}×100\%\approx80\%$
解析:(1)海水温度越低,单位体积溶解的$\ce{CO_{2}}$越多,一年四季中冬季温度最低,因此单位体积海水中溶解$\ce{CO_{2}}$最多的是冬季。(2)植物通过光合作用吸收$\ce{CO_{2}}$,实现碳固定。
解析
【分析】
本题结合碳中和主题，涉及生物和化学知识的应用。（1）需提取题目中“海水温度越低，单位体积溶解二氧化碳越多”的关键信息，结合四季温度变化判断；（2）植物吸收二氧化碳的生理作用为光合作用，属于基础生物知识点；（3）①计算碳元素质量时，先求碳酸钙总质量，再利用碳酸钙的化学式计算碳元素质量分数，最后相乘得到结果；②计算碳酸钙质量分数时，先根据CO₂体积和密度算出其质量，再通过化学方程式中碳酸钙与CO₂的质量比求出碳酸钙质量，最后计算质量分数。
【解析】
（1）根据题意，海水温度越低，单位体积溶解的二氧化碳越多，一年四季中冬季温度最低，因此单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是冬季；
（2）近海滩涂的红树林、海洋浮游植物等通过光合作用吸收二氧化碳，实现碳元素的固定；
（3）① 贝壳中碳酸钙的质量：1亿吨×90% = 0.9亿吨；
碳酸钙（$\ce{CaCO_{3}}$）中碳元素的质量分数：$\frac{12}{40+12+3×16}×100\% = 12\%$；
固定的碳元素质量：0.9亿吨×12% = 0.108亿吨；
② 由图丙可知，生成$\ce{CO_{2}}$的体积为244 mL = 0.244 L，$\ce{CO_{2}}$的质量：$0.244\ \mathrm{L}×1.8\ \mathrm{g/L} = 0.4392\ \mathrm{g}$；
设样品中$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$x$，
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
$\frac{100}{x} = \frac{44}{0.4392\ \mathrm{g}}$
解得$x \approx 0.998\ \mathrm{g}$；
样品中$\ce{CaCO_{3}}$的质量分数：$\frac{0.998\ \mathrm{g}}{1.25\ \mathrm{g}}×100\% \approx 80\%$；
【答案】
（1）冬；（2）光合；（3）①0.108亿吨；②80%
【知识点】
光合作用、根据化学方程式计算、元素质量分数计算
【点评】
本题以“碳中和”为背景，融合生物与化学学科知识，考查二氧化碳的溶解特性、植物固碳的生理作用及化学计算的基本方法，题目贴近实际，难度适中，需学生掌握跨学科知识点和化学计算的规范步骤。
【难度系数】
0.6
本题结合碳中和主题，涉及生物和化学知识的应用。（1）需提取题目中“海水温度越低，单位体积溶解二氧化碳越多”的关键信息，结合四季温度变化判断；（2）植物吸收二氧化碳的生理作用为光合作用，属于基础生物知识点；（3）①计算碳元素质量时，先求碳酸钙总质量，再利用碳酸钙的化学式计算碳元素质量分数，最后相乘得到结果；②计算碳酸钙质量分数时，先根据CO₂体积和密度算出其质量，再通过化学方程式中碳酸钙与CO₂的质量比求出碳酸钙质量，最后计算质量分数。
【解析】
（1）根据题意，海水温度越低，单位体积溶解的二氧化碳越多，一年四季中冬季温度最低，因此单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是冬季；
（2）近海滩涂的红树林、海洋浮游植物等通过光合作用吸收二氧化碳，实现碳元素的固定；
（3）① 贝壳中碳酸钙的质量：1亿吨×90% = 0.9亿吨；
碳酸钙（$\ce{CaCO_{3}}$）中碳元素的质量分数：$\frac{12}{40+12+3×16}×100\% = 12\%$；
固定的碳元素质量：0.9亿吨×12% = 0.108亿吨；
② 由图丙可知，生成$\ce{CO_{2}}$的体积为244 mL = 0.244 L，$\ce{CO_{2}}$的质量：$0.244\ \mathrm{L}×1.8\ \mathrm{g/L} = 0.4392\ \mathrm{g}$；
设样品中$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$x$，
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
$\frac{100}{x} = \frac{44}{0.4392\ \mathrm{g}}$
解得$x \approx 0.998\ \mathrm{g}$；
样品中$\ce{CaCO_{3}}$的质量分数：$\frac{0.998\ \mathrm{g}}{1.25\ \mathrm{g}}×100\% \approx 80\%$；
【答案】
（1）冬；（2）光合；（3）①0.108亿吨；②80%
【知识点】
光合作用、根据化学方程式计算、元素质量分数计算
【点评】
本题以“碳中和”为背景，融合生物与化学学科知识，考查二氧化碳的溶解特性、植物固碳的生理作用及化学计算的基本方法，题目贴近实际，难度适中，需学生掌握跨学科知识点和化学计算的规范步骤。
【难度系数】
0.6
