13.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，但要把人类送上火星，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6 570 000 L左右，而目前的飞船飞往火星来回一趟需两年的时间，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____________kg(氧气的密度是1.43 g·L-1，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:过氧化钠+二氧化碳碳酸钠+氧气。
从减轻飞船发射重量和消除呼吸过程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)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__________________;你提出该方案的简要理由是__________________。
思路解析：以我国航天科技的迅速发展为试题背景，与考生共同探讨飞船上供氧方案，试题具有高起点，低落点的特点。既能激发学生学习的兴趣，培养学生爱科学的精神，又能启发学生运用所学的基础知识，思考解决实际问题，培养学生的创新意识。此题判断方法是:紧紧围绕“飞船上供氧”这一条件，分析可知:①电解水法中CO2无法消除;②用Na2O2吸收CO2放出O2法中，飞船装载Na2O2的总量有限;③要能吸收呼吸时产生的CO2而又要有足够的O2不断生成，考生自然会联想到植物的光合作用，从而解答此题。
答案：(1)11 838(按氧气体积分数为21%计算)或11 274(按氧气体积分数为20%计算);
(2)
|
方案 |
优点 |
缺点 |
|
方案① |
产生同质量的氧气，飞船发射时的质量较轻 |
不能同时消除呼吸过程中产生的二氧化碳 |
|
方案② |
产生氧气的同时能消除呼吸过程中产生的二氧化碳 |
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。