13. (12 分)从古至今,CO₂一直被人类广泛应用。
(一)CO₂的发现
(1)17 世纪初,海尔蒙特发现木炭燃烧后不仅有灰烬,还有不可见的气体产生,他将该气体命名为“森林之精”。烛火在该气体中会熄灭,这说明该气体具有的化学性质是
不可燃也不助燃
。
(二)CO₂的吸收、转化
(2)CO₂的吸收:自然界有多种途径吸收 CO₂,随着科技发展,CO₂的转化也越发成熟。
① 绿色植物通过
光合作用
吸收 CO₂。
② 风化岩石中的 CaCO₃粉末可吸收潮湿空气中的 CO₂最终转化为 Ca(HCO₃)₂,该反应的化学方程式为
$\mathrm{CaCO}_3 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} + \mathrm{CO}_2 \longrightarrow \mathrm{Ca(HCO}_3\mathrm{)}_2$
。
③ 常温下,新型纳米材料 MFe₂Oₓ(M 表示 + 2 价的金属元素,3 < x < 4)能使工业废气中的 CO₂转化为 C,转化流程如图 1 所示,反应中元素 M 的化合价未发生变化。MFe₂Oₓ转化为 MFe₂Oᵧ,铁元素的质量分数
降低
(填“升高”或“降低”)。
(3)CO₂的转化:空间站中的水、气整合循环系统利用“萨巴蒂尔反应”,将 CO₂转化为 H₂O,配合氧气生成系统实现 O₂的再生,流程如图 2 所示。


① 空间站中,航天员的饮食需要确保营养。下列富含蛋白质的航天食品是
B
(填字母)。
A. 酱萝卜
B. 鱼香肉丝
C. 椰蓉面包
② 在图 2 所示的物质转化中,进入氧气生成系统发生电解的水的质量
大于
(填“大于”“等于”或“小于”)萨巴蒂尔反应系统中生成的水的质量。
③ 在空间站失重状态下收集 O₂,最好选用下方装置中的
D
(填字母)。

(三)CO₂的利用
(4)我国科学家在世界上首次实现了用二氧化碳人工合成淀粉,其主要合成过程如图 3 所示。

【资料卡片】直链淀粉是 D - 葡萄糖基以 α - (1,4) 糖苷键连接的多糖链,可溶于热水,遇碘呈蓝色。直链淀粉一般占天然淀粉的 20%~26%。支链淀粉是通过 α - (1,4) 糖苷键和 4%的 α - (1,6) 糖苷键相连的支链葡萄糖单位组成的,遇碘呈紫红色。支链淀粉大约占天然淀粉的 78%。直链淀粉的水溶性较差,糊化温度比支链淀粉高,成膜性和强度很好,其黏附性和稳定性比支链淀粉差;支链淀粉难溶于水,稳定性较好。直链淀粉与支链淀粉因其性质不同,在食品工业中常作为不同产品的原料。
结合上述相关信息回答下列问题:
① 酶能加速直链淀粉转化为支链淀粉,此过程中酶的作用是
催化作用
。
② 从微观角度分析,直链淀粉与支链淀粉化学性质不同的本质原因是
分子的构成不同
。
③ 判断某淀粉样品为支链淀粉的方法是
取样,加入碘水(或碘酒),样品变为紫红色,则样品为支链淀粉
。