氧氣在冶煉工藝、化學(xué)工業(yè)、國防工業(yè)、醫(yī)療保健等方面有著十分重要的作用。
(1)工業(yè)制氧
①分離空氣制氧:通過將空氣加壓、降溫、蒸發(fā)可以制得大量氧氣。從微觀角度分析,將空氣加壓降溫成液態(tài)空氣時,主要改變的是 分子之間的間隔分子之間的間隔。
②膜分離制氧:在一定壓力下,讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜,可得到含氧量較高的富氧空氣(含90%以上氧氣)。富氧空氣支持燃燒,能起到節(jié)能和減少碳排放的作用。富氧空氣比普通空氣更節(jié)能的原因是 氧氣的濃度高氧氣的濃度高。
(2)生活制氧
①運輸活魚時,用過氧化鈣(CaO2)可增加水中含氧量。過氧化鈣與水反應(yīng)生成一種常見的堿和氧氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑。
②某品牌家庭便攜式制氧儀的使用過程如下:
第一步:在圖1所示的內(nèi)桶的左右兩邊分別加入清水至相應(yīng)水位線。
第二步:在右側(cè)反應(yīng)倉中先加入A劑,再加入B劑。其中A劑作制氧劑,主要成分是過碳酸鈉(2Na2CO3?3H2O2)。過碳酸鈉具有碳酸鈉和過氧化氫的雙重性質(zhì)。B劑為二氧化錳。
第三步:蓋好上蓋,提手扳正鎖緊,插好導(dǎo)管和鼻塞,稍等片刻,開始吸氧。日常吸氧狀態(tài)下,相關(guān)數(shù)據(jù)表。
適用情況 | A劑 | B劑 | 平均供氧量(毫升/分鐘) | 供氧時間(分鐘) |
日常吸氧 | 1袋 | 1袋 | ≥320 | ≥15 |
夏季水位線要高于秋冬季水位線的原因是
溫度越高,分子間隔越大
溫度越高,分子間隔越大
。(3)航天器中制氧
航天器中宇航員的呼吸保障系統(tǒng)原理如圖2所示。
①該呼吸保障系統(tǒng)中可循環(huán)利用的物質(zhì)是
水
水
。②我國科學(xué)家對Sabatier系統(tǒng)中催化劑進行了研究。
在15MPa,催化劑質(zhì)量相同,氣體流速為20 mL?min-1時研究溫度對催化劑催化性能的影響,得到CO2的轉(zhuǎn)化率(%)如表:
實驗分組 | 第1組 | 第2組 | ||||||
催化劑 | Co4N/Al2O3 | Co/Al2O3 | ||||||
溫度/℃ | 300 | 320 | 340 | 360 | 300 | 320 | 340 | 360 |
CO2轉(zhuǎn)化率(%) | 84.4 | 85.3 | 86.8 | 90.1 | 37.6 | 48.8 | 54.9 | 59.8 |
A
A
。(填序號)A.Co4N/Al2O3
B.Co/Al2O3
③一種新的循環(huán)利用方案是Bosch反應(yīng)代替Sabatier反應(yīng)。Bosch反應(yīng)中CO2和H2生成了C和H2O,從原子利用率的角度來看,相比Sabatier反應(yīng),Bosch反應(yīng)的優(yōu)點是
氫原子的利用率100%
氫原子的利用率100%
。【答案】分子之間的間隔;氧氣的濃度高;2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑;溫度越高,分子間隔越大;水;A;氫原子的利用率100%
【解答】
【點評】
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