Question

據(jù)中國(guó)航天局相關(guān)負(fù)責(zé)人透露，我國(guó)將于今年中下旬發(fā)射“神州七號(hào)”載人航天飛船，本次發(fā)射的主要任務(wù)是將航天員送出艙外進(jìn)行艙外空間行走．這必將又是中國(guó)航天史上光輝的一頁(yè)．已知一個(gè)成年人平均每天要呼吸空氣18000升左右．
（1）若飛船上有三名宇航員，在太空中逗留一個(gè)星期，理論上需要氧氣______千克．（氧氣的密度是1.43g/L，答案取整數(shù)），而這些氧氣的作用主要被用于航天員的______．
（2）有人提出在飛船上供氧的兩個(gè)方案：
①通過(guò)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電流來(lái)電解水
②通過(guò)下列化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂
從減輕飛船發(fā)射重量和消除呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳的角度請(qǐng)你評(píng)價(jià)這兩個(gè)方案最主要的優(yōu)缺點(diǎn)（各寫(xiě)一點(diǎn)）

方  案	優(yōu)    點(diǎn)	缺    點(diǎn)
方案①
方案②

（3）請(qǐng)同學(xué)們列式計(jì)算，若采用上述②方案則需要攜帶至少多少質(zhì)量的Na₂O₂才能供航天員順利地進(jìn)行呼吸？

Answer 1

解：（1）按氧氣體積分?jǐn)?shù)為21%計(jì)算，若飛船上有3名宇航員，太空中逗留一個(gè)星期，理論上需要氧氣（18000L×7×3×21%×1.43g/L）÷1000=114Kg，氧氣用于航天員呼吸作用．
（2）方案①不帶發(fā)電設(shè)備，減輕飛船的質(zhì)量，但反應(yīng)同時(shí)生成易燃的氫氣；方案②產(chǎn)生氧氣的同時(shí)能消除呼吸過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳，但也產(chǎn)生副產(chǎn)物碳酸鈉．
（3）根據(jù)過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式，已知氧氣的質(zhì)量可求出過(guò)氧化鈉的質(zhì)量．
故答案為：（1）114Kg；呼吸作用．
（2）

方案	優(yōu) 點(diǎn)	缺 點(diǎn)
方案①	產(chǎn)生同質(zhì)量的氧氣，飛船發(fā)射時(shí)質(zhì)量較輕	不能同時(shí)消除呼吸過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳
方案②	產(chǎn)生氧氣的同時(shí)能消除呼吸過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳	產(chǎn)生同質(zhì)量的氧氣，飛船發(fā)射質(zhì)量較重

（3）解：設(shè)需要Na₂O₂的質(zhì)量為X
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
156                 32
X                  114kg
=
  X=555.75kg
答：需要攜帶Na₂O₂的質(zhì)量為555.75kg

分析：（1）根據(jù)題目給出信息進(jìn)行計(jì)算，注意是3個(gè)人，逗留一個(gè)星期，且要把空氣換算成氧氣．
（2）從飛船質(zhì)量和反應(yīng)產(chǎn)物是否污染或影響環(huán)境等方面回答．
（3）根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算進(jìn)行解答．
點(diǎn)評(píng)：該題集計(jì)算、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)于一體，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，是素質(zhì)教育對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的能力培養(yǎng)目標(biāo)之一，而能力的考查又逐漸成了中考重點(diǎn)和熱點(diǎn)，應(yīng)重點(diǎn)練習(xí)，養(yǎng)成對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)我自我設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣．