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，一般在飛船內安裝有“金屬過氧化處理系統(tǒng)”，即不斷地把座艙內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。

（1）寫出有關反應的方程式：___________________________， _____________________。

處理后的氣體充入座艙時，應注意采取的一項措施是________________________________。

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

（3）計算用等質量的Na₂O₂和KO₂分別與CO₂反應產生O₂的體積比。

（4）計算等物質的量的CO₂分別與足量Na₂O₂、KO₂反應生成O₂的體積比。

（5）從（3）（4）計算結果中可得出的結論是____________________________________；理由是____________________________________。

Answer 1

（1）2Na₂O₂+2CO₂====2Na₂CO₃+O₂

2Na₂O₂+2H₂O====4NaOH+O₂↑

不斷補充適量的水蒸氣

（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，航天員呼出的CO₂氣體和水蒸氣均可與Na₂O₂反應：

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充適量的水蒸氣。

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

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

2Na₂O₂  —  O₂________4KO₂  —  3O₂

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

a g         a g        

所以生成O₂的物質的量之比即體積之比為：

=0.61∶1。

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

（5）從上述（3）（4）的計算結果看，金屬過氧化處理系統(tǒng)中用KO₂更為合適。因為不論是等物質的量還是等質量，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作為補氧劑更合適。

點評：本題以“神舟”六號為背景，結合生物學知識和堿金屬過氧化物和超氧化物的性質，考查了學生獲取信息、靈活應用所學知識的能力以及計算和分析、推理能力。本題起點高，但落腳點比較低，只要掌握了Na₂O₂的性質，仔細審題，認真分析解答，就可以得分。這就要求我們在復習備考中應嚴格按照新大綱要求，重視“雙基”，不搞“題海戰(zhàn)術”，精選習題，降低難度，重視基礎的鞏固和能力的培養(yǎng)、提高。