Question

2012年6月，中國航天史上掀開極具突破性的一章：“神舟九號”實現了與“天宮一號”的載人交會對接。讓我們一起解讀“神九”：
(1)為航天員提供的“人造空氣”中含有體積分數為70％的氮氣、20％以上的氧氣、少量二氧化碳等氣體。某同學對“人造空氣”的分析如下：①氮氣含量比空氣低；②氮氣沒有任何作用，可不添加；③改成純氧氣更有益于航天員呼吸；④沒有污染物。其中正確的是               。
(2)“神九”載人飛船所用液態燃料是四氧化二氮和偏二甲肼的混合物。發射時，四氧化二氮和偏二甲肼發生劇烈反應如下： C₂H₈N₂ + 2N₂O₄＝2CO₂ + 4H₂O + 3X ，其中X的化學式為               。
(3)為防止載人飛船在高溫烘烤下表面被氧化，在載人飛船表面涂了一層納米硅酸鹽涂料。這種涂料應具有哪些性質?               、               。(至少答兩點)
(4)三位宇航員所穿的航天服中有廢氣處理系統。先讓廢氣進入一個裝有活性炭的盒子除去臭氣，這一過程利用了活性炭的               性。再用氫氧化鋰(LiOH)作吸收劑除去二氧化碳(氫氧化鋰和氫氧化鈣具有相似的化學性質)，請寫出該反應的化學方程式               。   

Answer 1

（1）①④  （2）N₂    （3）熔點高 化學性質穩定等 （4）吸附
2LiOH + CO₂＝Li₂CO₃ + H₂O (其他合理答案也給分)

解析試題分析：（1）根據空氣的成分，對比“人造空氣”分析。
①“人造空氣”中含有體積分數為70%的氮氣，而空氣中為78%，故氮氣含量比空氣低，正確；
②添加70%的氮氣，更接近空氣的成分，有利于宇航員的正常生活，必須添加，錯誤；
③由于細胞在高氧狀況下會被殺死，吸純氧會導致器官被氧化，錯誤；
④“人造空氣”中沒有污染物，正確。故選①④
（2）由反應的化學方程式C₂H₈N₂ + 2N₂O₄＝2CO₂ + 4H₂O + 3X可知，
反應前    反應后
碳原子       2           2
氫原子       8           8
氮原子       6           0
氧原子       8           8
根據質量守恒定律，化學變化前后原子的種類、數目不變，可判斷生成物3X分子中含有6個氮原子，則物質X的化學式為N₂。
（3）由于要防止載人飛船在高溫烘烤下表面被氧化，故可推測該物質的熔點高，化學性質穩定，不易被氧化等特性。
（4）活性炭具有疏松多孔的結構，故有較強的吸附性；由于氫氧化鋰和氫氧化鈣具有相似的化學性質，結合氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，可知氫氧化鋰與二氧化碳反應生成碳酸鋰和水，故反應的化學方程式為2LiOH + CO₂＝Li₂CO₃ + H₂O。
考點：空氣的成分及各成分的體積分數，碳單質的物理性質及用途，有關化學式的計算和推斷，書寫化學方程式
點評：本題考查的知識點較多，要求學生能熟練掌握相關基礎知識，并能將其靈活遷移，是解題的關鍵。