Question

阅读材料回答下列问题
据中国航天局相关负责人透露，我国将于今年中下旬发射“神州七号”载人航天飞船，本次发射的主要任务是将航天员送出舱外进行舱外空间行走．这必将又是中国航天史上光辉的一页．已知一个成年人平均每天要呼吸空气18000升左右．
（1）若飞船上有三名宇航员，在太空中逗留一个星期，理论上需要氧气

 

千克．（氧气的密度是1.43g/L，答案取整数），而这些氧气的作用主要被用于航天员的

 

．
（2）有人提出在飞船上供氧的两个方案：
①通过太阳能电池产生的电流来电解水
②通过下列化学反应产生氧气2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂
从减轻飞船发射重量和消除呼吸过程中产生的二氧化碳的角度请你评价这两个方案最主要的优缺点（各写一点）

方  案	优    点	缺    点
方案①
方案②

（3）请同学们列式计算，若采用上述②方案则需要携带至少多少质量的Na₂O₂才能供航天员顺利地进行呼吸？

Answer 1

分析：（1）根据题目给出信息进行计算，注意是3个人，逗留一个星期，且要把空气换算成氧气．
（2）从飞船质量和反应产物是否污染或影响环境等方面回答．
（3）根据化学方程式计算进行解答．

解答：解：（1）按氧气体积分数为21%计算，若飞船上有3名宇航员，太空中逗留一个星期，理论上需要氧气（18000L×7×3×21%×1.43g/L）÷1000=114Kg，氧气用于航天员呼吸作用．
（2）方案①不带发电设备，减轻飞船的质量，但反应同时生成易燃的氢气；方案②产生氧气的同时能消除呼吸过程产生的二氧化碳，但也产生副产物碳酸钠．
（3）根据过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式，已知氧气的质量可求出过氧化钠的质量．
故答案为：（1）114Kg；呼吸作用．
（2）

方案	优 点	缺 点
方案①	产生同质量的氧气，飞船发射时质量较轻	不能同时消除呼吸过程产生的二氧化碳
方案②	产生氧气的同时能消除呼吸过程产生的二氧化碳	产生同质量的氧气，飞船发射质量较重

（3）解：设需要Na₂O₂的质量为X
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
156                 32
X                  114kg

156

x

=

32

114kg

  X=555.75kg
答：需要携带Na₂O₂的质量为555.75kg

点评：该题集计算、实验评价于一体，实验方案的设计和评价，是素质教育对化学实验教学的能力培养目标之一，而能力的考查又逐渐成了中考重点和热点，应重点练习，养成对实验进行评价我自我设计实验的习惯．