Question

2005年10月17日4時33分，“神舟”六號飛船返回艙著陸。我國首次真正意義上有人參與的空間飛行試驗(yàn)取得圓滿成功。“神六”有一室一廳，其環(huán)境舒適程度優(yōu)于“神五”。

為使航天員得到一個穩(wěn)定的、良好的生存環(huán)境，一般在飛船內(nèi)安裝有“金屬過氧化處理系統(tǒng)”，即不斷地把座艙內(nèi)的空氣通過盛放金屬過氧化物（以Na₂O₂為例）的裝置，并把處理后的氣體充入座艙內(nèi)。

（1）寫出有關(guān)反應(yīng)的方程式：___________________________， _____________________。

處理后的氣體充入座艙時，應(yīng)注意采取的一項(xiàng)措施是________________________________。

（2）有人認(rèn)為如用KO₂（超氧化鉀）代替Na₂O₂也能達(dá)到同樣的目的（生成物也相似）并具有優(yōu)越性。寫出超氧化鉀與CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________。

（3）計(jì)算用等質(zhì)量的Na₂O₂和KO₂分別與CO₂反應(yīng)產(chǎn)生O₂的體積比。

（4）計(jì)算等物質(zhì)的量的CO₂分別與足量Na₂O₂、KO₂反應(yīng)生成O₂的體積比。

（5）從（3）（4）計(jì)算結(jié)果中可得出的結(jié)論是____________________________________；理由是____________________________________。

Answer 1

（1）2Na₂O₂+2CO₂====2Na₂CO₃+O₂

2Na₂O₂+2H₂O====4NaOH+O₂↑

不斷補(bǔ)充適量的水蒸氣

（2）4KO₂+2CO₂====2K₂CO₃+3O₂

（3）0.61∶1  （4）1∶3

（5）用KO₂更為合適  消耗同量的CO₂，使用KO₂放出的O₂比Na₂O₂放出的O₂多

解析：

（1）在座艙內(nèi)，航天員呼出的CO₂氣體和水蒸氣均可與Na₂O₂反應(yīng)：

2Na₂O₂+2CO₂====2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O====4NaOH+O₂↑。為防止處理后的空氣過于干燥，不利于航天員的生活，處理過程中需要不斷補(bǔ)充適量的水蒸氣。

（2）通過類比可寫出KO₂與CO₂反應(yīng)的方程式：4KO₂+2CO₂====2K₂CO₃+3O₂。

（3）由（1）（2）中的方程式可推出Na₂O₂、KO₂分別與CO₂反應(yīng)放出O₂的量的關(guān)系：

2Na₂O₂  —  O₂                             4KO₂  —  3O₂

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

a g                              a g     

所以生成O₂的物質(zhì)的量之比即體積之比為：

（4）由（1）（2）中的方程式可知，等物質(zhì)的量的CO₂分別與足量的Na₂O₂、KO₂反應(yīng)生成O₂的體積比為1∶3。

（5）從上述（3）（4）的計(jì)算結(jié)果看，金屬過氧化處理系統(tǒng)中用KO₂更為合適。因?yàn)椴徽撌堑任镔|(zhì)的量還是等質(zhì)量，KO₂的效率均比Na₂O₂高。從消耗CO₂的量看，消耗相同的CO₂，KO₂放出O₂的效率也比Na₂O₂的高，所以選用KO₂作為補(bǔ)氧劑更合適。