一种捕集烟气中 C O _ 2 的过程如图所示。室温下以…——2022 高考化学第 12 题答案解析

2022_江苏卷

2022 江苏 第 12 题 单选题 区分题
2022_江苏卷

12. 一种捕集烟气中 $\mathrm { C O } _ { 2 }$ 的过程如图所示。室温下以 $0 . 1 \mathrm { m o l { \cdot } L ^ { - 1 } K O H }$ 溶液吸收 $\mathrm { C O } _ { 2 }$ ,若通入 $\mathrm { C O } _ { 2 }$ 所引起的溶液体积变化和 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 挥发可忽略,溶液中含碳物种的浓度 $c \_ c ( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { C O } _ { 3 } ) + c ( \mathrm { H C O } _ { 3 } ^ { - } ) + c ( \mathrm { C O } _ { 3 } ^ { 2 - } )$ 。 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { C O } _ { 3 }$ 电离常数分别为 $K _ { \mathrm { a l } } { = } 4 . 4 { \times } 1 0 ^ { - 7 }$ $K _ { \mathrm { a 2 } } { = } 4 . 4 { \times } 1 0 ^ { - 1 1 }$ 。下列说法正确的是

烟气中的 $\mathrm { C O } _ { 2 }$

A. KOH 吸收 $\mathrm { C O } _ { 2 }$ 所得到的溶液中: $c ( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { C O } _ { 3 } ) { > } c ( \mathrm { H C O } _ { 3 } ^ { - } )$
B. KOH 完全转化为 ${ \mathrm { K } } _ { 2 } { \mathrm { C O } } _ { 3 }$ 时,溶液中: $c ( \mathrm { O H ^ { - } } ) { = } c ( \mathrm { H ^ { + } } ) { + } c ( \mathrm { H C O _ { 3 } ^ { - } } ) { + } c ( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { C O } _ { 3 } )$
C. KOH 溶液吸收 $\mathrm { C O } _ { 2 } , \mathrm { \it ~ c { \ -- } } = 0 . 1 \mathrm { m o l { \cdot } L ^ { - 1 } }$ 溶液中: $c ( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { C O } _ { 3 } ) { > } c ( \mathrm { C O } _ { 3 } ^ { 2 - } )$
D. 如图所示的“吸收”“转化”过程中,溶液的温度下降
参考答案

C

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【答案】C

【解析】

$$ \mathrm{CO} _ {2} $$

$$ \mathrm{Na} _ {2} \mathrm{CO} _ {3} $$

$$ \mathrm{CO} _ {3} ^ {2 -} $$

$$ c (\mathrm{H} _ {2} \mathrm{CO} _ {3}) < c (\mathrm{HCO} _ {3} ^ {-}) $$

$$ \mathrm{NaHCO} _ {3} $$

$$ \mathrm{HCO} _ {3} ^ {-} $$

$$ c (\mathrm{H} _ {2} \mathrm{CO} _ {3}) < $$

$$ c (\mathrm{HCO} _ {3} ^ {-}) $$

B.KOH 完全转化为 ${ \mathrm { K } } _ { 2 } { \mathrm { C O } } _ { 3 }$ 时,依据电荷守恒,溶液中: $c ( \mathrm { K ^ { + } } ) + c ( \mathrm { H ^ { + } } ) { = } c ( \mathrm { O H ^ { - } } ) { + } + c ( \mathrm { H C O _ { 3 } ^ { - } } ) { + } 2 c ( \mathrm { C O _ { 3 } ^ { 2 - } } )$ ,依据物料守恒,溶液中: $c ( \mathrm { K ^ { + } } ) { = } 2 [ c ( \mathrm { C O _ { 3 } ^ { 2 - } } ) { + } c ( \mathrm { H C O _ { 3 } ^ { - } } ) { + } c ( \mathrm { H _ { 2 } C O _ { 3 } } ) ]$ ,则 $c ( \mathrm { O H ^ { - } } ) { = } c ( \mathrm { H ^ { + } } ) { + } c ( \mathrm { H C O _ { 3 } ^ { - } } ) { + } 2 c ( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { C O } _ { 3 } )$ ,B不正确;

C.KOH 溶液吸收 $\mathrm { C O } _ { 2 }$ $c ( \mathrm { K O H } ) { = } 0 . 1 \mathrm { m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { - 1 }$ $c _ { \scriptscriptstyle { \xi } } = 0 . 1 \mathrm { m o l { \cdot } L ^ { - 1 } }$ ,则溶液为 $\mathrm { K H C O } _ { 3 }$ 溶液, $K _ { \mathrm { h 2 } } \mathrm { = } \frac { K _ { \mathrm { w } } } { K _ { a 1 } } \mathrm { = }$ $\frac { 1 \times 1 0 ^ { - 1 4 } } { 4 . 4 \times 1 0 ^ { - 7 } } \approx 2 . 3 \times 1 0 ^ { - 8 } > K _ { \mathrm { a 2 } } = 4 . 4 \times 1 0 ^ { - 1 1 }$ ,表明 ${ \mathrm { H C O } } _ { 3 } ^ { - }$ 以水解为主,所以溶液中: $c ( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { C O } _ { 3 } ) { > } c ( \mathrm { C O } _ { 3 } ^ { 2 - } )$ ,C 正确;

$$ \mathrm{CO} _ {2} + 2 \mathrm{KOH} = \mathrm{K} _ {2} \mathrm{CO} _ {3} + \mathrm{H} _ {2} \mathrm{O} $$

$\mathrm { K _ { 2 } C O _ { 3 } + C a O + H _ { 2 } O = C a C O _ { 3 } \downarrow + 2 K O H ( }$ (若生成 $\mathrm { K H C O } _ { 3 }$ 或 ${ \mathrm { K } } _ { 2 } { \mathrm { C O } } _ { 3 }$ 与 ${ \mathrm { K H C O } } _ { 3 }$ 的混合物,则原理相同),二式相加得: $\mathrm { C O } _ { 2 } { + } \mathrm { C a O } { = } \mathrm { C a C O } _ { 3 } \downarrow$ ,该反应放热,溶液的温度升高,D 不正确;

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