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7.(烟台)CO₂“捕集”技术为实现CO₂的资源化利用提供支持。图甲为“氨法”捕集CO₂生产甲醇(CH₄O)的流程图。
资料:①氨气极易溶于水,水溶液呈碱性；
②NH₄HCO₃受热分解为NH₃、H₂O和CO₂。
(1)“吸收室”中为了提高CO₂的吸收率,应该先通入
(2)“合成室”中除了生成甲醇外,还生成水。该反应的化学方程式是
(3)甲醇可进一步转化为甲醛(CH₂O),其中一种转化方法如图乙所示,为使甲醇持续转化为甲醛,反应Ⅱ需补充H₂O₂,理论上需补充的H₂O₂与反应Ⅰ中生成的H₂O₂的分子个数比是N₁(需补充的H₂O₂):N₂(反应Ⅰ生成的H₂O₂)=
资料:①氨气极易溶于水,水溶液呈碱性；
②NH₄HCO₃受热分解为NH₃、H₂O和CO₂。
(1)“吸收室”中为了提高CO₂的吸收率,应该先通入
$\ce{NH_{3}}$
(填“NH₃”或“CO₂”)。(2)“合成室”中除了生成甲醇外,还生成水。该反应的化学方程式是
$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{4}O + H_{2}O}$
。(3)甲醇可进一步转化为甲醛(CH₂O),其中一种转化方法如图乙所示,为使甲醇持续转化为甲醛,反应Ⅱ需补充H₂O₂,理论上需补充的H₂O₂与反应Ⅰ中生成的H₂O₂的分子个数比是N₁(需补充的H₂O₂):N₂(反应Ⅰ生成的H₂O₂)=
1:1
。答案
7.(1)$\ce{NH_{3}}$ (2)$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{4}O + H_{2}O}$ (3)1:1 点拨:(1)$\ce{CO_{2}}$ 能溶于水,但溶解度不大,根据资料可知,氨气极易溶于水,水溶液呈碱性,先通入 $\ce{NH_{3}}$,可以促进溶液对 $\ce{CO_{2}}$ 的吸收。(3)反应Ⅰ由甲醇($\ce{CH_{4}O}$)和 $\ce{O_{2}}$ 反应生成甲醛($\ce{CH_{2}O}$)和 $\ce{H_{2}O_{2}}$,化学方程式为 $\ce{CH_{4}O + O_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{2}O + H_{2}O_{2}}$。反应Ⅱ由 $\ce{H_{2}O_{2}}$ 生成 $\ce{O_{2}}$ 和 $\ce{H_{2}O}$,化学方程式为 $\ce{2H_{2}O_{2} = 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$,所以理论上需补充的 $\ce{H_{2}O_{2}}$ 与反应Ⅰ生成的 $\ce{H_{2}O_{2}}$ 的分子个数比为$(2-1):1=1:1$。
解析
【分析】
(1) 要提高CO₂的吸收率，需让溶液更易与CO₂反应。NH₃极易溶于水且水溶液呈碱性，CO₂是酸性气体，先通入NH₃可形成碱性溶液，能更充分吸收CO₂，因此需判断先通NH₃。
(2) 合成室的反应物为CO₂和H₂，产物是甲醇和水，需根据质量守恒定律配平化学方程式，注意标注反应条件。
(3) 甲醇持续转化为甲醛需循环利用O₂，O₂来自H₂O₂的分解。先写出反应Ⅰ和反应Ⅱ的化学方程式，再根据O₂的循环量计算H₂O₂的补充量，进而求分子个数比。
【解析】
(1) 氨气极易溶于水，水溶液呈碱性，CO₂为酸性气体，先通入NH₃可使溶液呈碱性，大幅提升对CO₂的吸收效率，故填$\ce{NH_{3}}$。
(2) 合成室中，CO₂和H₂在一定条件下反应生成甲醇和水，配平后化学方程式为：$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{4}O + H_{2}O}$。
(3) 反应Ⅰ：$\ce{CH_{4}O + O_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{2}O + H_{2}O_{2}}$，反应Ⅱ：$\ce{2H_{2}O_{2} = 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$。反应Ⅰ生成1分子$\ce{H_{2}O_{2}}$，反应Ⅱ分解2分子$\ce{H_{2}O_{2}}$才能生成1分子$\ce{O_{2}}$（供反应Ⅰ循环使用），因此需补充的$\ce{H_{2}O_{2}}$分子数为$2-1=1$，故分子个数比为$1:1$。
【答案】
(1)$\ce{NH_{3}}$；(2)$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{4}O + H_{2}O}$；(3)$1:1$
【知识点】
气体吸收原理，化学方程式书写，根据化学方程式计算
【点评】
本题以CO₂资源化利用为背景，结合流程图考查化学知识的实际应用，涉及气体吸收的原理、化学方程式配平及循环反应的计算，需学生理解流程中物质的循环关系，综合性适中。
【难度系数】
0.5
(1) 要提高CO₂的吸收率，需让溶液更易与CO₂反应。NH₃极易溶于水且水溶液呈碱性，CO₂是酸性气体，先通入NH₃可形成碱性溶液，能更充分吸收CO₂，因此需判断先通NH₃。
(2) 合成室的反应物为CO₂和H₂，产物是甲醇和水，需根据质量守恒定律配平化学方程式，注意标注反应条件。
(3) 甲醇持续转化为甲醛需循环利用O₂，O₂来自H₂O₂的分解。先写出反应Ⅰ和反应Ⅱ的化学方程式，再根据O₂的循环量计算H₂O₂的补充量，进而求分子个数比。
【解析】
(1) 氨气极易溶于水，水溶液呈碱性，CO₂为酸性气体，先通入NH₃可使溶液呈碱性，大幅提升对CO₂的吸收效率，故填$\ce{NH_{3}}$。
(2) 合成室中，CO₂和H₂在一定条件下反应生成甲醇和水，配平后化学方程式为：$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{4}O + H_{2}O}$。
(3) 反应Ⅰ：$\ce{CH_{4}O + O_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{2}O + H_{2}O_{2}}$，反应Ⅱ：$\ce{2H_{2}O_{2} = 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$。反应Ⅰ生成1分子$\ce{H_{2}O_{2}}$，反应Ⅱ分解2分子$\ce{H_{2}O_{2}}$才能生成1分子$\ce{O_{2}}$（供反应Ⅰ循环使用），因此需补充的$\ce{H_{2}O_{2}}$分子数为$2-1=1$，故分子个数比为$1:1$。
【答案】
(1)$\ce{NH_{3}}$；(2)$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{4}O + H_{2}O}$；(3)$1:1$
【知识点】
气体吸收原理，化学方程式书写，根据化学方程式计算
【点评】
本题以CO₂资源化利用为背景，结合流程图考查化学知识的实际应用，涉及气体吸收的原理、化学方程式配平及循环反应的计算，需学生理解流程中物质的循环关系，综合性适中。
【难度系数】
0.5
8.(重庆)“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠(NaClO)，次氯酸钠工业制法的反应原理是:$\ce{Cl_{2} + 2NaOH = NaClO + NaCl + H_{2}O}$。某同学将$\ce{Cl_{2}}$通入185.8 gNaOH溶液中(NaOH过量)，充分反应后得到混合溶液200 g。计算：
(1)参加反应的氯气质量是
(2)混合溶液中次氯酸钠的质量分数。
(计算结果精确到0.1%)
(3)“84”消毒液中起消毒作用的是次氯酸钠中的氯元素。已知某品牌“84”消毒液中起消毒作用的氯元素质量分数为6%，计算该“84”消毒液中次氯酸钠的质量分数。(计算结果精确到0.1%)
(1)参加反应的氯气质量是
14.2
g。(2)混合溶液中次氯酸钠的质量分数。
(计算结果精确到0.1%)
(3)“84”消毒液中起消毒作用的是次氯酸钠中的氯元素。已知某品牌“84”消毒液中起消毒作用的氯元素质量分数为6%，计算该“84”消毒液中次氯酸钠的质量分数。(计算结果精确到0.1%)
答案
8.(1)14.2
(2)解:设反应后生成 NaClO 的质量为 $x$。
$\ce{Cl_{2} + 2NaOH = NaClO + NaCl + H_{2}O}$
71 74.5
14.2 g $x$
$\frac{71}{74.5}=\frac{14.2\ \mathrm{g}}{x}\quad x=14.9\ \mathrm{g}$
混合溶液中次氯酸钠的质量分数为$\frac{14.9\ \mathrm{g}}{200\ \mathrm{g}}×100\%=7.5\%$。
答:混合溶液中次氯酸钠的质量分数为 7.5%。
(3)解:设“84”消毒液中含次氯酸钠的质量分数为 $y$。
$y×\frac{35.5}{74.5}×100\%=6\% \quad y=12.6\%$
答:该“84”消毒液中次氯酸钠的质量分数为 12.6%。
(2)解:设反应后生成 NaClO 的质量为 $x$。
$\ce{Cl_{2} + 2NaOH = NaClO + NaCl + H_{2}O}$
71 74.5
14.2 g $x$
$\frac{71}{74.5}=\frac{14.2\ \mathrm{g}}{x}\quad x=14.9\ \mathrm{g}$
混合溶液中次氯酸钠的质量分数为$\frac{14.9\ \mathrm{g}}{200\ \mathrm{g}}×100\%=7.5\%$。
答:混合溶液中次氯酸钠的质量分数为 7.5%。
(3)解:设“84”消毒液中含次氯酸钠的质量分数为 $y$。
$y×\frac{35.5}{74.5}×100\%=6\% \quad y=12.6\%$
答:该“84”消毒液中次氯酸钠的质量分数为 12.6%。
解析
【分析】
首先利用质量守恒定律，反应前后溶液的质量差即为参加反应的氯气质量，可直接求出第一问结果；其次根据化学方程式，由已知氯气质量计算生成次氯酸钠的质量，结合溶液总质量计算次氯酸钠的质量分数；最后根据次氯酸钠中氯元素的质量分数，通过逆运算求出消毒液中次氯酸钠的质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，参加反应的氯气质量 = 反应后溶液质量 - 反应前NaOH溶液质量 = 200g - 185.8g = 14.2g；
(2) 设反应生成NaClO的质量为$x$，
$\ce{Cl_{2} + 2NaOH = NaClO + NaCl + H_{2}O}$
71 74.5
14.2g $x$
$\frac{71}{74.5}=\frac{14.2\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=14.9\ \mathrm{g}$，
混合溶液中次氯酸钠的质量分数为$\frac{14.9\ \mathrm{g}}{200\ \mathrm{g}}×100\%=7.5\%$；
(3) 设“84”消毒液中次氯酸钠的质量分数为$y$，NaClO中氯元素的质量分数为$\frac{35.5}{74.5}×100\%$，
则 $y×\frac{35.5}{74.5}×100\%=6\%$，解得$y≈12.6\%$；
【答案】
(1)14.2；(2)7.5%；(3)12.6%
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、元素质量分数计算
【点评】
本题以“84”消毒液的工业制备为背景，考察化学计算的核心方法，涵盖质量守恒的应用、化学方程式计算以及元素质量分数的逆运算，属于化学计算的基础题型，注重知识的实际应用。
【难度系数】
0.6
首先利用质量守恒定律，反应前后溶液的质量差即为参加反应的氯气质量，可直接求出第一问结果；其次根据化学方程式，由已知氯气质量计算生成次氯酸钠的质量，结合溶液总质量计算次氯酸钠的质量分数；最后根据次氯酸钠中氯元素的质量分数，通过逆运算求出消毒液中次氯酸钠的质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，参加反应的氯气质量 = 反应后溶液质量 - 反应前NaOH溶液质量 = 200g - 185.8g = 14.2g；
(2) 设反应生成NaClO的质量为$x$，
$\ce{Cl_{2} + 2NaOH = NaClO + NaCl + H_{2}O}$
71 74.5
14.2g $x$
$\frac{71}{74.5}=\frac{14.2\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=14.9\ \mathrm{g}$，
混合溶液中次氯酸钠的质量分数为$\frac{14.9\ \mathrm{g}}{200\ \mathrm{g}}×100\%=7.5\%$；
(3) 设“84”消毒液中次氯酸钠的质量分数为$y$，NaClO中氯元素的质量分数为$\frac{35.5}{74.5}×100\%$，
则 $y×\frac{35.5}{74.5}×100\%=6\%$，解得$y≈12.6\%$；
【答案】
(1)14.2；(2)7.5%；(3)12.6%
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、元素质量分数计算
【点评】
本题以“84”消毒液的工业制备为背景，考察化学计算的核心方法，涵盖质量守恒的应用、化学方程式计算以及元素质量分数的逆运算，属于化学计算的基础题型，注重知识的实际应用。
【难度系数】
0.6
