28.2023年5月30日,神舟十六號載人飛船發(fā)射成功,航天員將在中國空間站完成各項任務(wù),因此,保障航天員的氧氣需求至關(guān)重要。那么,空間站的氧氣從哪里來?
Ⅰ.從地球帶上去
(1)實驗室用高錳酸鉀等原料制氧,寫出高錳酸鉀分解的化學方程式:
;航天工業(yè)以空氣為原料制氧,工業(yè)上選擇空氣的主要原因是
。
(2)工業(yè)上采用分離液態(tài)空氣法獲得氧氣,其過程可用如圖所示實驗?zāi)M。
?
①浸入液氮3min后,試管內(nèi)產(chǎn)生約占其容積
的液態(tài)空氣。取出試管,液態(tài)空氣沸騰,伸入燃著的木條,木條熄滅;1min后伸入帶火星的木條,觀察到木條復燃。導致木條熄滅的原因是
。
②上述實驗利用氮氣與氧氣的沸點不同實現(xiàn)分離,由實驗現(xiàn)象可知,兩種氣體中沸點比較高的氣體是
。
(3)利用分子篩可將氧分子從空氣中“篩”出去,從而獲得高濃度的氧氣。其原理示意圖如圖所示:
?
由此可知兩種分子的大小:N
2
(填“>”或“<”)O
2。
Ⅱ.在天宮制出來
(4)早期空間站利用過氧化鈉(Na
2O
2)、超氧化鉀(KO
2)等物質(zhì)制氧,其原理表示如下:CO
2O
2,空間站內(nèi)二氧化碳的主要來源是
。
(5)目前空間站已實現(xiàn)電解水制氧,寫出反應(yīng)的化學方程式:
。
(6)空間站是一個相對封閉的場所,解決“氣體從哪里來”的問題必然伴生著“氣體往哪里去”的問題。為此,科學家設(shè)計了生物再生生命保障系統(tǒng),實現(xiàn)了“水-氧-碳”的循環(huán)轉(zhuǎn)化。下列敘述正確的是
(填序號)。
a.“水-氧-碳”的循環(huán)轉(zhuǎn)化,減少了氧氣的攜帶量,減輕了火箭和飛船的載重
b.電解水在產(chǎn)生氧氣的同時產(chǎn)生氫氣,系統(tǒng)需要對氫氣進行轉(zhuǎn)化
c.人體代謝產(chǎn)物中的水既有氣態(tài)又有液態(tài),設(shè)計系統(tǒng)時應(yīng)考慮水的冷凝與凈化