1 新考向 项目式学习 [2025 吉林长春期末,中]我国提出努力争取在2060年前实现碳中和,充分体现了解决气候问题的大国担当。“筑梦”活动小组以“助力碳中和”为主题,设计并开展了如下项目式探究活动。
【项目一】探究二氧化碳与温室效应。
(1)某化学兴趣小组设计实验验证二氧化碳的温室效应。如图甲所示,他们选用体积相等的两个塑料瓶,分别盛满同条件下的空气、二氧化碳与空气的混合物(体积比为$1:1$),并用一个小塑料管连接(在塑料管中间有一滴红墨水),置于阳光下。一段时间后红墨水滴会(填“向右”“向左”或“不”)移动。

【项目二】调查碳循环。
(2)观察图乙,自然界中消耗二氧化碳的途径有(写一条即可)。

(3)基于碳循环视角,实现碳中和可以从两方面进行:①减少碳排放;②。
(4)要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响,下列措施可行的是(填序号)。
A.严禁使用化石燃料
B.改进技术,提高能效
C.捕集能源使用过程中生成的二氧化碳,集中再利用
【项目三】探究“碳捕捉”——使用不同物质吸收$\ce{CO_{2}}$的可行性。
【进行实验】同学们分别使用等体积的$\ce{H_{2}O}$、$\ce{Ca(OH)_{2}}$饱和溶液和溶质质量分数为$40\%$的$\ce{NaOH}$溶液,利用图丙装置分别进行3次实验,测得瓶内压强随时间变化的曲线如图丁所示。

【分析讨论】
(5)二氧化碳通入氢氧化钙溶液反应的化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$,请试着仿写:二氧化碳通入氢氧化钠溶液中反应的化学方程式:。
(6)结合图丁数据分析,实验使用的三种物质中,对$\ce{CO_{2}}$吸收效果最好的是。图丁中$\ce{NaOH}$溶液对应曲线在$100~300\ \mathrm{s}$压强变化的原因是。
【得出结论】吸收$\ce{CO_{2}}$时,要多角度考虑其方案的可行性。

1.(1)向左
(2)光合作用(或海水吸收二氧化碳)
(3)增加二氧化碳消耗
(4)BC
(5)$\ce{2NaOH + CO_{2} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$
(6)溶质质量分数为 40% 的 NaOH 溶液 二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,装置中的气体减少,压强减小
【解析】(1)气体受热膨胀,二氧化碳更易吸收热量,压强增大,则一段时间后红墨水会向左移动。(2)由图乙可知,自然界中消耗二氧化碳的途径有光合作用、海水吸收二氧化碳。(3)基于碳循环视角,实现碳中和可以从两方面进行:①减少碳排放;②增加二氧化碳消耗。(4)化石燃料仍然是目前主要的能源,严禁使用化石燃料是不现实的,故A不符合题意;改进技术,提高能效可以节约能源,减少二氧化碳的排放,故B符合题意;捕集能源使用过程中生成的二氧化碳,集中再利用可以减少二氧化碳对环境的影响,故C符合题意。(5)由$\ce{CO_{2}}$与氢氧化钙溶液反应的化学方程式可知,氢氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和水,反应的化学方程式为$\ce{2NaOH + CO_{2} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$。(6)由图丁可知,反应后注射溶质质量分数为40%的NaOH溶液的装置中压强最小,则溶质质量分数为40%的NaOH溶液吸收二氧化碳的效果最好。二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,装置中的气体减少,则100~300 s时压强减小。