Question

隨著我國(guó)航天科技水平的迅速發(fā)展，探測(cè)火星已成為我國(guó)航天科技發(fā)展的遠(yuǎn)景目標(biāo)，但要把人類送上火星，還有許多航天技術(shù)問(wèn)題需要解決，如：如何提供在往返路程中宇航員呼吸所需要的氧氣和消除呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳就是一個(gè)值得研究的問(wèn)題．已知一個(gè)成年人平均每年要呼吸空氣6570000L左右，而目前的飛船飛往火星來(lái)回一趟需兩年的時(shí)間，如果在飛船發(fā)射時(shí)攜帶全部所需的氧氣．則數(shù)量很大，將大大提高發(fā)射的成本和難度．

(1)若飛船上有三名宇航員，請(qǐng)計(jì)算來(lái)回火星一趟，理論上需要氧氣________kg(氧氣的密度是1.43g/L，答案取整數(shù)．)

(2)有人提出在飛船上供氧的兩個(gè)方案：①通過(guò)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電流來(lái)電解水；②通過(guò)下列化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣2Na₂O₂＋2CO₂2Na₂CO₃＋O₂．

從減輕飛船發(fā)射重量和消除呼吸過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳的角度請(qǐng)你評(píng)價(jià)這兩個(gè)方案最主要的優(yōu)缺點(diǎn)(各寫(xiě)一點(diǎn))：

(3)也有科學(xué)家提出研究使宇航員人工冬眠的技術(shù)或加快飛船速度，縮短航行時(shí)間來(lái)少氧氣的攜帶量．你是否有較好的方案，請(qǐng)舉一例________；你提出該方案的簡(jiǎn)要理由是______________．

Answer 1

答案：
解析：

(1)三名宇航員平均每年需要的氧氣的體積： 　　6570000L×21％×3＝4139100L 　　則理論上需要氧氣的質(zhì)量： 　　m＝ρV＝1.43g/L×4139100L×2＝11837826g≈11838kg； 　　(2)設(shè)要制32g氧氣，需水的質(zhì)量為x，需Na2O2的質(zhì)量為y． 　　2H2O2H2↑＋O2↑ 　　36　　　　　　　32 　　x　　　　　　　　32g 　　＝，x＝36g． 　　2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2 　　156　　　　　　　　　　　　32 　　y　　　　　　　　　　　　　32g 　　＝，y＝156g． 　　由計(jì)算知，產(chǎn)生等質(zhì)量的氧氣，用的Na2O2要比H2O的質(zhì)量大． 　　(3)在飛船內(nèi)種植光合作用效率高的植物要解決的問(wèn)題就是不斷地產(chǎn)生氧氣且同時(shí)消除呼出的二氧化碳，而植物的光合作用可解決此問(wèn)題．二氧化碳和氧氣循環(huán)利用，既能減輕飛船發(fā)射時(shí)的質(zhì)量又能同時(shí)消除呼吸過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳