Question

2008年9月25日我國成功發(fā)射了“神舟七號”載人飛船，并首次實現了太空行走，這表明我國對空間環(huán)境的探究、開發(fā)和利用又邁出了新的一步．
（1）飛船發(fā)射：本次飛船發(fā)射使用的火箭推進劑是液態(tài)四氧化二氮（N₂O₄）和偏二甲肼（C₂H₈N₂），反應的化學方程式為：C₂H₈N₂+2N₂O₄=2CO₂+4H₂O+3X．則X的化學式

 

．     
（2）太空生活：
①為了宇航員的身體健康，太空艙中的“空氣分配比”應與地球周圍的空氣大體相同，則太空艙中氧氣和氮氣的體積比應約為

 

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②天空艙空間狹小，為宇航員提供呼吸的“空氣”如果不及時處理就會變得污濁、有異味．請你提供一種能排除太空艙“空氣”異味的試劑

 

．
③在太空艙中生活，水的循環(huán)利用非常重要．下圖是某同學設計的凈化太空艙里“用于循環(huán)的水”的簡單流程．你認為這一凈化流程合理嗎？請說明理由．
（3）太空行走：本次太空行走從準備到任務完成先后歷時3個小時左右，共消耗氧氣約64L．如果在實驗室用加熱氯酸鉀的方法制取這些氣體，共需氯酸鉀多少克？（已知：氧氣的密度約為1.5g/L）
（4）前景展望：建立太空站是我國未來航天事業(yè)的重要目標．要保證研究人員在太空站里長期生活，我們從地球上運送上去的食品除食物外，重要還有氧氣、水和過氧化氫．請利用這些物質，寫出兩個將來有可能在太空站用于制取氧氣的化學反應方程式．

Answer 1

考點：質量守恒定律及其應用,空氣的成分及各成分的體積分數,水的凈化,碳單質的物理性質及用途,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據化學反應方程式的計算

專題：化學與新科技

分析：（1）化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數不變；
（2）①根據空氣中氧氣和氮氣的體積分數來回答本題；
②考慮木炭或活性炭的吸附性；
③考慮對水進行殺菌消毒；
（3）根據氯酸鉀制取氧氣的化學方程式進行計算；
（4）考慮水、雙氧水制取氧氣的化學方程式．

解答： 解：（1）由C₂H₈N₂+2N₂O₄═2CO₂+4H₂O+3X可知，反應前碳原子是2個，反應后是2個；反應前氫原子是8個，反應后是8個；反應前氮原子是6個，反應后應該是6個，包含在3X中；反應前氧原子是8個，反應后是8個；由分析可知，每個X中含有2個氮原子，是氮氣，氮氣的化學式是N₂．
（2）①空氣中氧氣體積分數為21%約為20%，氮氣體積分數為78%，約為80%，所以空氣中氧氣與氮氣的體積比約為

20%

80%

=1：4；
②因為木炭或活性炭具有吸附性，為能排除太空艙“空氣”異味；
③根據某同學設計的凈化太空艙里“用于循環(huán)的水”的簡單流程，可知他沒有對水進行殺菌消毒．
（3）解：設需要KClO₃的質量為x．
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑
245             96
x           64L×1.5g/L

245

96

=

x

64L×1.5g/L

，解得x=245g
答：共需氯酸鉀245g；
（4）根據反應物有“氧氣、水和過氧化氫”，則制取氧氣的化學方程式為：2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
故答案為：
（1）N₂；（2）①1：4；②木炭或活性炭；③不合理，因為沒有對水進行殺菌消毒．（其他答案不作為評分依據）；（3）245g；（4）2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑；   2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

點評：化學反應遵循質量守恒定律，即化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數不變，這是書寫化學方程式、進行相關方面計算的基礎．