Question

在长期载人太空飞行的宇航器中，每个宇航员平均每天需要消耗0.9kg氧气，呼出1.0kg的二氧化碳。为了能保持飞船座舱内空气成分的稳定，宇航科学家进行了大量的科学探索。方法一：有的科学家提出“金属过氧化物处理系统”，即不断的将座舱内的空气通过盛有金属过氧化物(以过氧化钠为例)的容器，并把处理后的气体充入座舱。有关反应的化学方程式为：①________②________；将处理后的气体充入座舱时，应注意采取的一项措施是________

方法二：有的科学家根据电解原理设计了飞船内空气更新实验系统，该系统结构示意图如下：

(1)管道①把飞船座舱内含有较多二氧化碳的潮湿的空气通入“电化学二氧化碳处理系统”的N极室，通过该电极反应可以使二氧化碳不断被吸收；该电极反应式为________

其电解产物吸收二氧化碳的离子反应方程式为________。在N极吸收二氧化碳后形成的离子会通过隔膜进入M极室，通过M极的电极反应可以使二氧化碳从电解液中释放出来，并保持系统的pH不变；该电极反应式为________、________。

(2)管道②是将处理后的空气混入“电解水系统”产生的新鲜氧气，然后通入飞船座舱内供宇航员呼吸用。在“电解水系统”中Y为________极(填“阴”或“阳”)X极的电极反应为________

(3)逸出的二氧化碳没有排出飞船外，而是通过管道③进入“二氧化碳还原系统”。在该系统内，二氧化碳跟氢气在一定条件下反应，其产物中有甲烷等气体，请评价这种处理的意义________

Answer 1

答案：
解析：

①2Na2O2＋2CO2＝＝＝2Na2CO3＋O2；(1分) ②2Na2O2＋2H2O＝＝＝4NaOH＋O2↑(1分) 充入适量水蒸气，增加“空气”湿度。(1分) (1)O2＋2H2O＋4e－＝＝＝4OH－，2OH－＋CO2＝＝＝H2O＋CO32－(2分) H2＋2OH－—2e－＝＝＝2H2O，H2＋CO32－—2e－＝＝＝H2O＋CO2↑(2分) (2)阴4OH－—4e－＝＝＝2H2O＋O2↑(2分) (3)既能为电解系统提供水，又能减少太空污染，还能产生供飞船使用的燃料。(2分)