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0.9 kg氧气，呼出1.0 kg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。有的科学家提出“金属过氧化物处理系统”，即不断把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是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___________________________。有人提出用超氧化钾(KO₂)代替过氧化钠供氧，预计其优点是_________________________________。

Answer 1

2Na₂O₂+2CO₂====2Na₂CO₃+O₂  2Na₂O₂+2H₂O====4NaOH+O₂↑  补充适量的水蒸气  消耗等质量的CO₂，KO₂释放出的O₂比Na₂O₂更多

解析:

过氧化钠可与飞船座舱内的CO₂和水蒸气反应：2Na₂O₂+2CO₂====2Na₂CO₃+O₂,

2Na₂O₂+2H₂O====4NaOH+O₂↑，由于人呼出的CO₂的质量远大于水蒸气的质量，故考虑CO₂与Na₂O₂反应生成O₂，由方程式计算知，宇航员呼出1.0 kg CO₂与Na₂O₂反应产生的O₂为0.36 kg，小于宇航员需要消耗的0.9 kg氧气，故需通过补充水蒸气，既用于补充所需的氧气，又能维持空气成分的稳定。KO₂与CO₂的反应方程式为：4KO₂+2CO₂====2K₂CO₃+3O₂，可以计算1.0 kg CO₂与KO₂反应生成O₂的质量为1.1 kg，与Na₂O₂相比释放的O₂多。