海洋封存是实现 “ 碳中和 ” 的途径之一，其原理是利用 CO ₂ 在水等溶剂中的溶解性来吸收 CO ₂ 。某小组开展如下探究。

【活动一】探究 CO ₂ 在水和食盐水（模拟海水）中的溶解情况

相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水法收集 CO ₂ （如图 1 ），待收集 100mLCO ₂ 后，移出导管，每隔一段时间观察并记录量筒内 CO ₂ 体积。重复实验，所测数据平均值如下表：

(1) 图 1 发生装置中反应的化学方程式为 ______ ，反应类型是 ______ 。

(2) 由上表数据分析：

① 能用排水法收集 CO ₂ 的理由是 ______ 。

② 相同条件下，等体积水和食盐水吸收 CO ₂ 更多的是 ______ （填 “ 水 ” 或 “ 食盐水 ” ）。

(3) 海洋封存 CO ₂ 可能带来的危害是 ______ （写出 1 点即可）。

【活动二】探究植物油隔离对 CO ₂ 在水中溶解情况的影响

(4) 小方设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集 100mLCO ₂ 倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使 CO ₂ 与水被植物油隔开（ CO ₂ 与植物油不反应），测得量筒内 CO ₂ 体积随时间变化曲线如图 2 。分析该图可得出的结论是 ______ 。

【活动三】深度探究【活动二】中 CO ₂ 的溶解情况

(5)① 小松用图 3 表示无植物油隔离时，量筒内气体中存在的 CO ₂ 分子的微观示意图。请参照图 3 的表示方式，在图 4 方框中画出有植物油隔离时，量筒内植物油和水中存在的分子的微观示意图 ______ （植物油分子用 表示）。

② 为检验有植物油隔离时 CO ₂ 是否会进入水中，请设计实验方案： ______ 。

答案

(1)     CaCO ₃ +2HCl ＝ CaCl ₂ +H ₂ O+CO ₂ ↑ 复分解反应

(2) 二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度 水

(3) 改变海水的 pH ，危害海洋生物健康

(4) 植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解

(5) 取量筒内的水少量于试管中，滴加石蕊溶液，如变为红色，说明二氧化碳进入水中

【详解】（ 1 ）大理石主要成分碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为 。该反应是两种化合物交换成分生成新的化合物的反应，是复分解反应。

（ 2 ） ① 由表中数据可知，二氧化碳溶于水的速度较慢。 48h 才溶解了 41mL ，所以可用排水法收集二氧化碳的理由是二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度。

②48h 时，水中剩余二氧化碳 59mL ，食盐水中剩余二氧化碳 88mL ，说明相同条件下，等体积水和食盐水吸收 CO ₂ 更多的是水。

（ 3 ）二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，可能带来的危害是改变海水的 pH ，危害海洋生物健康。

（ 4 ）比较相同时间内二氧化碳的体积，有植物油的二氧化碳减少的较慢。结合探究的问题 “ 探究植物油隔离对 CO ₂ 在水中溶解情况的影响 ” 所以可以得出植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解。

（ 5 ）分子在不断运动，从活动二可知，二氧化碳分子会进入水中和油中。植物油中会有油分子和二氧化碳分子，水中会有水分子和二氧化碳分子。则图表示为 。

② 检验有植物油隔离时 CO ₂ 是否会进入水中，则检验水中是否含有二氧化碳。二氧化碳溶于水形成碳酸，碳酸呈酸性，所以可以取量筒内的水少量于试管中，滴加石蕊溶液，如变为红色，说明二氧化碳进入水中。