Question

2008年9月25日我国成功发射了“神舟七号”载人飞船，并首次实现了太空行走，这表明我国对空间环境的探究、开发和利用又迈出了新的一步．
（1）飞船发射：本次飞船发射使用的火箭推进剂是液态四氧化二氮（N₂O₄）和偏二甲肼（C₂H₈N₂），反应的化学方程式为：C₂H₈N₂+2N₂O₄=2CO₂+4H₂O+3X．则X的化学式

 

．     
（2）太空生活：
①为了宇航员的身体健康，太空舱中的“空气分配比”应与地球周围的空气大体相同，则太空舱中氧气和氮气的体积比应约为

 

．
②天空舱空间狭小，为宇航员提供呼吸的“空气”如果不及时处理就会变得污浊、有异味．请你提供一种能排除太空舱“空气”异味的试剂

 

．
③在太空舱中生活，水的循环利用非常重要．下图是某同学设计的净化太空舱里“用于循环的水”的简单流程．你认为这一净化流程合理吗？请说明理由．
（3）太空行走：本次太空行走从准备到任务完成先后历时3个小时左右，共消耗氧气约64L．如果在实验室用加热氯酸钾的方法制取这些气体，共需氯酸钾多少克？（已知：氧气的密度约为1.5g/L）
（4）前景展望：建立太空站是我国未来航天事业的重要目标．要保证研究人员在太空站里长期生活，我们从地球上运送上去的食品除食物外，重要还有氧气、水和过氧化氢．请利用这些物质，写出两个将来有可能在太空站用于制取氧气的化学反应方程式．

Answer 1

考点：质量守恒定律及其应用,空气的成分及各成分的体积分数,水的净化,碳单质的物理性质及用途,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：化学与新科技

分析：（1）化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变；
（2）①根据空气中氧气和氮气的体积分数来回答本题；
②考虑木炭或活性炭的吸附性；
③考虑对水进行杀菌消毒；
（3）根据氯酸钾制取氧气的化学方程式进行计算；
（4）考虑水、双氧水制取氧气的化学方程式．

解答： 解：（1）由C₂H₈N₂+2N₂O₄═2CO₂+4H₂O+3X可知，反应前碳原子是2个，反应后是2个；反应前氢原子是8个，反应后是8个；反应前氮原子是6个，反应后应该是6个，包含在3X中；反应前氧原子是8个，反应后是8个；由分析可知，每个X中含有2个氮原子，是氮气，氮气的化学式是N₂．
（2）①空气中氧气体积分数为21%约为20%，氮气体积分数为78%，约为80%，所以空气中氧气与氮气的体积比约为

20%

80%

=1：4；
②因为木炭或活性炭具有吸附性，为能排除太空舱“空气”异味；
③根据某同学设计的净化太空舱里“用于循环的水”的简单流程，可知他没有对水进行杀菌消毒．
（3）解：设需要KClO₃的质量为x．
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑
245             96
x           64L×1.5g/L

245

96

=

x

64L×1.5g/L

，解得x=245g
答：共需氯酸钾245g；
（4）根据反应物有“氧气、水和过氧化氢”，则制取氧气的化学方程式为：2H₂O

通电  .

2H₂↑+O₂↑；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
故答案为：
（1）N₂；（2）①1：4；②木炭或活性炭；③不合理，因为没有对水进行杀菌消毒．（其他答案不作为评分依据）；（3）245g；（4）2H₂O

通电  .

2H₂↑+O₂↑；   2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

点评：化学反应遵循质量守恒定律，即化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变，这是书写化学方程式、进行相关方面计算的基础．