12. 神奇的转化——二氧化碳合成淀粉。
2021 年 9 月,中国科学院天津工业生物技术研究所在《科学》期刊发表论文,表示其研究团队在人工合成淀粉方面取得重大突破性进展,首次在实验室利用二氧化碳人工合成淀粉。
淀粉是人体生命活动所需的重要物质。在此之前,人类通过种植玉米、小麦等农作物获取淀粉,即农作物借助光合作用,先将二氧化碳转化为葡萄糖,再经过复杂的变化转化为淀粉$[(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}]$。
我国科学家人工合成淀粉的过程为:在催化剂的作用下,将二氧化碳和氢气转化为甲醇($CH_{3}OH$)和水,再经过较复杂的变化将甲醇转化为淀粉。经检测,人工合成的淀粉与光合作用生成的淀粉一模一样。
(1) 植物合成淀粉：
光合作用中,生成葡萄糖的化学方程式为;从能量转化角度看,绿色植物固定了太阳能,将其转化成。
(2) 人工合成淀粉：
① 从宏观角度看,人工合成淀粉的组成元素是(填名称),其质量比为。
② 检验合成的物质是淀粉的实验方案是。
③ 该过程中,生成甲醇的化学方程式是。
④ 你认为该成果实现工业化生产后的现实意义是、(写两条即可)。
⑤ 淀粉的合成实现了由无机物到有机物的转化。有人认为化学变化无所不能,还能将一种元素变成另一种元素。你是否赞成这一观点? 请结合你对化学变化实质和元素概念的理解,谈谈你的看法：。

(1) $6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow[叶绿体]{光照} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$；化学能。
(2)
① 碳、氢、氧；$36:5:40$。
② 取少量合成的物质于试管中，滴加几滴碘水（或碘酒），若溶液变蓝，则证明是淀粉。
③ $CO_2 + 3H_2 \xrightarrow{催化剂} CH_3OH + H_2O$。
④ 减少二氧化碳排放，缓解温室效应；节约耕地资源，提高粮食产量。
⑤ 不赞成，化学变化中原子种类不变，元素种类也不会改变，不能将一种元素变成另一种元素。

(1) 光合作用中，二氧化碳和水在光照和叶绿体作用下生成葡萄糖和氧气，化学方程式为：$6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow[叶绿体]{光照} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$；从能量转化角度看，绿色植物固定了太阳能，将其转化为化学能储存在葡萄糖中。
(2)
① 人工合成淀粉的组成元素为碳、氢、氧；根据淀粉的化学式$(C_6H_{10}O_5)_n$，碳、氢、氧的质量比为$(12 × 6n):(1 × 10n):(16 × 5n) = 72:10:80 = 36:5:40$。
② 检验淀粉的实验方案是：取少量合成的物质于试管中，滴加几滴碘水（或碘酒），若溶液变蓝，则证明是淀粉。
③ 根据题意，二氧化碳和氢气在催化剂作用下生成甲醇和水，化学方程式为：$CO_2 + 3H_2 \xrightarrow{催化剂} CH_3OH + H_2O$。
④ 该成果实现工业化生产后的现实意义是：减少二氧化碳排放，缓解温室效应；节约耕地资源，提高粮食产量等。
⑤ 不赞成。化学变化的实质是分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子，在化学变化中，原子种类不变，元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称，所以元素种类也不会改变，不能将一种元素变成另一种元素。

13. 黄铜(铜锌合金)是一种重要的金属材料,常用于制造轴承、齿轮等机器零件。为回收黄铜中的铜,某化学兴趣小组的同学取黄铜样品粉末 32.5 g,放入烧杯中,然后逐渐加入稀硫酸至过量。所加稀硫酸的质量与剩余固体的质量关系如图所示。
试计算:(1) 黄铜样品中铜的质量为g。
(2) 恰好完全反应时,所得溶液的溶质质量分数是多少?

(1) 26
(2) 解：参加反应的锌的质量为32.5g - 26g = 6.5g。
设生成硫酸锌的质量为x，生成氢气的质量为y。
Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑
65 161 2
6.5g x y
65/6.5g = 161/x，解得x = 16.1g；
65/6.5g = 2/y，解得y = 0.2g。
所得溶液质量为6.5g + 93.7g - 0.2g = 100g。
溶质质量分数为(16.1g/100g)×100% = 16.1%。
答：恰好完全反应时，所得溶液的溶质质量分数是16.1%。