Question

1．2012年6月，中国航天史上掀开极具突破性的一章：“神舟九号”实现了与“天宫一号”的载人交会对接．让我们一起解读“神九”：
（1）为航天员提供的“人造空气”中含有体积分数为70%的氮气、20%以上的氧气、少量二氧化碳等气体．某同学对“人造空气”的分析如下：①人造空气中氮气含量比空气中氮气含量低；②氮气没有任何作用，可不添加；③改成纯氧气更有益于航天员呼吸；④没有污染物．其中正确的是①④．
（2）“神九”载人飞船所用液态燃料是四氧化二氮和偏二甲肼的混合物，发射时，四氧化二氮和偏二甲肼发生剧烈反应，反方式如下：C₂H₈N₂+2N₂O₄=2CO₂+4H₂O+3X，其中X的化学式为N₂．
（3）为防止载人飞船在高温烘烤下表面被氧化，在载人飞船表面涂了一层纳米硅酸盐涂料．这种涂料应具有哪些性质？熔点高；化学性质稳定等．（至少答两点）
（4）三位宇航员所穿的航天服中有废气处理系统．先让废气进入一个装有活性炭的盒子除去臭气，这一过程利用了活性炭的吸附性．

Answer 1

分析 （1）空气中含氮量为78%，而人造空气中只有70%，小于空气中氮气的含量； 空气中三大污染物，氮氧化合物（主要指二氧化氮），二氧化硫和可吸入颗粒物；
（2）根据质量守恒定律反应前后原子种类和数目不变考虑；（3）由已知条件“为防止载人飞船在高温烘烤下表面被氧化”推断纳米硅酸盐涂料的作用．（4）活性炭是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳．活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素．活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大具有吸附性，根据方程式的写法写出方程式．

解答 解：（1）①空气中含氮量为78%，而人造空气中只有70%，小于空气中氮气的含量．故①正确；
②这种“人造空气”中氮气含量约占70%以上，氧气占20%以上，此外，还有一氧化碳和二氧化碳等气体，非常接近空气的比例．这样，航天员呼出了二氧化碳，吸进氧气，而飞船能根据仪器实时监测各种气体含量，并自动调节起各种气体成分，同时将有毒的气体过滤掉，始终保证飞船内的空气适合航天员呼吸．故②不正确；
③据航天专家介绍，在六十年代，美国和前苏联的飞船都采用纯氧供航天员呼吸．有一次，美国的一艘飞船正在地面做试验，不知什么原因引起了电火花，导致氧气爆炸，使正在飞船里工作的三名航天员当场丧生．故③不正确；
④这种“人造空气”中不含二氧化氮、二氧化硫和可吸入颗粒物，无污染物．故④正确；
故选①④；
（2）由方程式可知反应物中含有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子，生成物中含有2个碳原子、8个氧原子、8个氢原子，所以还缺少6个氮原子，因为前面系数是3，所以x化学式是N₂；
（3）由已知条件“为防止载人飞船在高温烘烤下表面被氧化”可知，纳米硅酸盐涂料应具有的性质是：熔点高，化学性质稳定等；
（4）因为活性炭是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大，会吸收有毒有害的气体．
故答案为：（1）①④；（2）N₂；（3）熔点高；化学性质稳定等；（4）吸附．

点评 本题主要考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．