Question

【題目】閱讀下面科普短文

多孔活性炭具有較好的吸附性能，是一種優良的催化劑載體材料，廣泛應用于各行各業，其生產一直以煤、竹子、木材等寶貴資源為原料。隨著可持續發展理念的不斷深入，越來越多的研究者嘗試以清潔廉價的資源作為原料（如白酒糟），制備多孔活性炭。

白酒糟是釀酒過程的副產物，富含纖維素[(C6H10O5)n]。以白酒糟為原料生產多孔活性炭的過程主要包括干燥、炭化、活化三步。炭化過程是將干燥的白酒糟在充滿氮氣的環境中，加熱至650 ℃，將其中的纖維素轉化為炭質原料（主要成分為單質碳）。活化過程是以水蒸氣或CO2為活化劑，在一定條件下使其在炭質原料內部發生反應，生成氣體，形成孔隙結構，制備多孔活性炭。以CO2為活化劑時，發生的化學反應如下： C + CO2 =2CO，也有研究者在其他條件相同的情況下，通過實驗測定所得多孔活性炭對碘的吸附值與水蒸氣、CO2用量的關系分別如圖1、2所示。

盡管以白酒糟為原料，制備多孔活性炭材料的技術仍有許多問題有待于進一步探索、解決，但已有研究為富含纖維素工業殘渣的利用提供了可能途徑。

依據文章內容，回答下列問題。

（1）以白酒糟為原料制備多孔活性炭的優點是_____。

（2）炭化過程中，需將干燥的白酒糟置于氮氣環境中，理由是_____。

（3）水蒸氣與炭質原料在高溫條件下發生置換反應，可生成一氧化碳。該反應的化學方程式為_____。

（4）下列說法正確的是_____（填字母序號）。

A 白酒糟富含纖維素

B 多孔活性炭可用于凈水

C 水蒸氣用量越多，制得的多孔活性炭的吸附性能越好

（5）由圖1、圖2數據可知，為了達到最佳吸附效果，應選用的活化劑是_____（填“水蒸氣”或 “CO2”）。

Answer 1

【答案】白酒糟是清潔廉價的資源 防止碳（或纖維素/白酒糟）與氧氣（或空氣）反應 C+H2OCO+H2 AB 水蒸氣

【解析】

（1）根據“越來越多的研究者嘗試以清潔廉價的資源作為原料（如白酒糟），制備多孔活性炭”可知，白酒糟是清潔廉價的資源，用來制備多孔活性炭時，能夠實現變廢為寶；

（2）氧氣是一種化學性質較活潑的氣體，能與許多物質反應。炭化過程中，需將干燥的白酒糟置于氮氣環境中，理由是防止碳（或纖維素/白酒糟）與氧氣（或空氣）反應；

（3）水蒸氣與炭質原料在高溫條件下發生置換反應，可生成一氧化碳，該反應的化學方程式為：C+H2OCO+H2；

（4）A 根據題中信息“白酒糟是釀酒過程的副產物，富含纖維素[(C6H10O5)n]”可知，白酒糟富含纖維素，故A正確；

B 多孔活性炭具有吸附性，可用于凈水，故B正確；

C 由圖1可知，不是水蒸氣用量越多，制得的多孔活性炭的吸附性能越好，故C錯誤。故選AB；

（5）由圖1、圖2數據可知，為了達到最佳吸附效果，應選用的活化劑是水蒸氣，這是因為水蒸氣作活化劑時，對碘的吸附值最高能夠達到440mg/g，而二氧化碳作活化劑時，對碘的吸附值最高能夠達到404mg/g。