Question

研究CO₂在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。

（1）溶于海水的 CO₂主要以4种无机碳形式存在，其中 HCO₃^－占95%，写出CO₂溶于水产生HCO₃^－的方程式：___________。

（2）在海洋循环中，通过如图所示的途径固碳， 写出钙化作用的离子方程式__________。

（3）海水中溶解无机碳占海水总碳的 95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机碳，可采用如下方法： ①气提、吸收CO₂。用N₂从酸化后的海水中吹出 CO₂ 并用碱液吸收（装置如图），将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂_________

②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO₃，再用x mol/L盐酸滴定，消耗y mL盐酸，则海水中溶解无机碳的浓度=________mol/L。

（4）利用下图所示装置从海水中提取 CO₂，有利于减少环境温室气体含量。

① 结合方程式简述提取 CO₂的原理：_____________。

②用该装置产生的物质处理 b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的具体方法是__________。

Answer

CO2＋H2OH2CO3、 H2CO3HCO3－＋H+ Ca2+＋2HCO3－= CaCO3↓＋CO2↑＋H2O xy/2 a 室：2H2O－4e－=O2↑＋4H+，H+通过阳离子膜从a室进入b室，发生反应：HCO3－＋H+=CO2↑+H2O 用 c 室排除的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水的 pH

【解析】（1）二氧化碳溶于水生成的碳酸为弱酸，部分电离生成碳酸氢根，有关方程式为：CO2+H2O⇌H2CO3，H2CO3⇌H++HCO3-；

（2）反应物中含有碳酸氢根，生成物为碳酸钙，依据元素守恒以及电荷守恒得出方程式为：2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O；

（3）①酸化海水，可以使用试剂：稀硫酸，利用分液漏斗滴加，长管进气，短管出气，故装置为：；

②此反应原理为：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，即碳酸氢钠与盐酸的物质的量之比为1：1，那么海水中碳酸氢钠的浓度为c，体积均为mL，依据题意有c×z=xy，解c=；

（4）①a室：2H2O-4e-=4H++O2↑，氢离子通过阳离子交换膜进入b室，发生反应：H++HCO3-=CO2↑+H2O；
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海．处理至合格的方法是，c室：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH。