Question

18、随着我国航天科技水平的迅速发展，探测火星已成为我国航天科技发展的远景目标，但要把人类送卜火星，还有许多航天技术问题需要解决，如：如何提供在往返路程中宇航员呼吸所需要的氧气和消除呼吸过程中产生的二氧化碳就是一个值得研究的问题．已知一个成年人平均每年要呼吸空气6570000升左右，而目前的飞船飞往火星来回一趟需二年的时间，如果在飞船发射时携带全部所需的氧气，则数量很大，将大大提高发射的成本和难度．
（1）若飞船上有三名宇航员，请计算来回火星一趟，理论上需要氧气

11838

千克．（氧气的密度是1.43g/L，答案取整数）
（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	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	产生同质量的氧气时飞船发射质量较重

（3）也有科学家提出研究使宇航员人工冬眠的技术或加快飞船速度，缩短航行时间来    减少氧气的携带量．你是否有较好的方案，请举一例

在飞船内种植光合作用效率高的植物

；你提出该方案的简要理由是

二氧化碳和氧气循环利用，既能减轻飞船发射时的质量又能同时消除呼吸过程产生的二氧化碳

．

Answer 1

分析：（1）根据题目给出信息进行计算，注意是3个人往返，一次2年，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）根据自然界中碳、氧循环途径系统，即光合作用与呼吸作用的联系回答．

解答：解：（1）需要氧气的质量=2年×6570000 L/年×21%×1.43 g/L×3=11838000g=11838kg．
（2）方案①产生同质量的氧气，飞船发射时质量较轻，但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，但产生同质量的氧气时飞船发射质量较重．
（3）根据自然界中碳、氧循环，可在飞船内种植光合作用效率高的植物，利用光合作用平衡空气中的氧气和二氧化碳的相对稳定．
故答案为：
（1）11838；
（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	产生同质量的氧气时飞船发射质量较重

（3）在飞船内种植光合作用效率高的植物；二氧化碳和氧气循环利用，既能减轻飞船发射时的质量又能同时消除呼吸过程产生的二氧化碳．

点评：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，但是，该内容也是学习难点，应重点练习，养成对实验进行评价、自我设计实验的习惯．