Question

2005年10月17日4时33分，“神舟”六号飞船返回舱着陆。我国首次真正意义上有人参与的空间飞行试验取得圆满成功。“神六”有一室一厅，其环境舒适程度优于“神五”。

为使航天员得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装有“金属过氧化处理系统”，即不断地把座舱内的空气通过盛放金属过氧化物（以Na₂O₂为例）的装置，并把处理后的气体充入座舱内。

（1）写出有关反应的方程式：___________________________， _____________________。

处理后的气体充入座舱时，应注意采取的一项措施是________________________________。

（2）有人认为如用KO₂（超氧化钾）代替Na₂O₂也能达到同样的目的（生成物也相似）并具有优越性。写出超氧化钾与CO₂反应的化学方程式：_____________________________。

（3）计算用等质量的Na₂O₂和KO₂分别与CO₂反应产生O₂的体积比。

（4）计算等物质的量的CO₂分别与足量Na₂O₂、KO₂反应生成O₂的体积比。

（5）从（3）（4）计算结果中可得出的结论是____________________________________；理由是____________________________________。

Answer 1

（1）2Na₂O₂+2CO₂====2Na₂CO₃+O₂

2Na₂O₂+2H₂O====4NaOH+O₂↑

不断补充适量的水蒸气

（2）4KO₂+2CO₂====2K₂CO₃+3O₂

（3）0.61∶1  （4）1∶3

（5）用KO₂更为合适  消耗同量的CO₂，使用KO₂放出的O₂比Na₂O₂放出的O₂多

解析:

（1）在座舱内，航天员呼出的CO₂气体和水蒸气均可与Na₂O₂反应：

2Na₂O₂+2CO₂====2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O====4NaOH+O₂↑。为防止处理后的空气过于干燥，不利于航天员的生活，处理过程中需要不断补充适量的水蒸气。

（2）通过类比可写出KO₂与CO₂反应的方程式：4KO₂+2CO₂====2K₂CO₃+3O₂。

（3）由（1）（2）中的方程式可推出Na₂O₂、KO₂分别与CO₂反应放出O₂的量的关系：

2Na₂O₂  —  O₂________4KO₂  —  3O₂

2×78 g     1 mol    4×71 g        3 mol

a g         a g        

所以生成O₂的物质的量之比即体积之比为：

=0.61∶1。

（4）由（1）（2）中的方程式可知，等物质的量的CO₂分别与足量的Na₂O₂、KO₂反应生成O₂的体积比为1∶3。

（5）从上述（3）（4）的计算结果看，金属过氧化处理系统中用KO₂更为合适。因为不论是等物质的量还是等质量，KO₂的效率均比Na₂O₂高。从消耗CO₂的量看，消耗相同的CO₂，KO₂放出O₂的效率也比Na₂O₂的高，所以选用KO₂作为补氧剂更合适。

点评：本题以“神舟”六号为背景，结合生物学知识和碱金属过氧化物和超氧化物的性质，考查了学生获取信息、灵活应用所学知识的能力以及计算和分析、推理能力。本题起点高，但落脚点比较低，只要掌握了Na₂O₂的性质，仔细审题，认真分析解答，就可以得分。这就要求我们在复习备考中应严格按照新大纲要求，重视“双基”，不搞“题海战术”，精选习题，降低难度，重视基础的巩固和能力的培养、提高。