Question

2012年6月，中國(guó)航天史上掀開(kāi)極具突破性的一章：“神舟九號(hào)”實(shí)現(xiàn)了與“天宮一號(hào)”的載人交會(huì)對(duì)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?jǐn)?shù)為70%的氮?dú)狻?0%以上的氧氣、少量二氧化碳等氣體．某同學(xué)對(duì)“人造空氣”的分析如下：①氮?dú)夂�量比空氣低；②氮�(dú)鉀](méi)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(méi)有污染物．其中正確的是______．
（2）“神九”載人飛船所用液態(tài)燃料是四氧化二氮和偏二甲肼的混合物．發(fā)射時(shí)，四氧化二氮和偏二甲肼發(fā)生劇烈反應(yīng)如下：C₂H₈N₂+2N₂O₄=2CO₂+4H₂O+3X，其中X的化學(xué)式為_(kāi)_____．
（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(yīng)具有哪些性質(zhì)？______、______．（至少答兩點(diǎn)）
（4）三位宇航員所穿的航天服中有廢氣處理系統(tǒng)．先讓廢氣進(jìn)入一個(gè)裝有活性炭的盒子除去臭氣，這一過(guò)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(xué)性質(zhì)），請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______．

Answer 1

解：（1）①空氣中含氮量為78%，而人造空氣中只有70%，小于空氣中氮?dú)獾暮�量．故①正確；
②這種“人造空氣”中氮?dú)夂�量約占70%以上，氧氣占20%以上，此外，還有一氧化碳和二氧化碳等氣體，非常接近空氣的比例．這樣，航天員呼出了二氧化碳，吸進(jìn)氧氣，而飛船能根據(jù)儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種氣體含量，并自動(dòng)調(diào)節(jié)起各種氣體成分，同時(shí)將有毒的氣體過(guò)濾掉，始終保證飛船內(nèi)的空氣適合航天員呼吸．故②不正確；
③據(jù)航天專(zhuān)家介紹，在六十年代，美國(guó)和前蘇聯(lián)的飛船都采用純氧供航天員呼吸．有一次，美國(guó)的一艘飛船正在地面做試驗(yàn)，不知什么原因引起了電火花，導(dǎo)致氧氣爆炸，使正在飛船里工作的三名航天員當(dāng)場(chǎng)喪生．故③不正確；
④這種“人造空氣”中不含二氧化氮、二氧化硫和可吸入顆粒物，無(wú)污染物．故④正確；
故選①④；
（2）由方程式可知反應(yīng)物中含有2個(gè)碳原子、8個(gè)氫原子、6個(gè)氮原子、8個(gè)氧原子，生成物中含有2個(gè)碳原子、8個(gè)氧原子、8個(gè)氫原子，所以還缺少6個(gè)氮原子，因?yàn)榍懊嫦禂?shù)是3，所以x化學(xué)式是N₂；
（3）由已知條件“為防止載人飛船在高溫烘烤下表面被氧化”可知，納米硅酸鹽涂料應(yīng)具有的性質(zhì)是：熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等；
（4）因?yàn)榛钚蕴渴且环N多孔碳，堆積密度低，比表面積大，會(huì)吸收有毒有害的氣體．故“神七”航天服中有廢氣處理系統(tǒng)．先讓廢氣進(jìn)入一個(gè)裝有活性炭的盒子除去臭氣，這一過(guò)程利用了活性炭的吸附性；反應(yīng)物是氫氧化鋰和二氧化碳，生成物是碳酸鋰和水，用觀(guān)察法配平即可，所以方程式是：2LiOH+CO₂=Li₂CO₃+H₂O．
故答案為：（1）①④；（2）N₂；（3）熔點(diǎn)高；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等；（4）吸附；2LiOH+CO₂=Li₂CO₃+H₂O （其他合理答案也給分）．
分析：（1）空氣中含氮量為78%，而人造空氣中只有70%，小于空氣中氮?dú)獾暮�量�?空氣中三大污染物，氮氧化合物（主要指二氧化氮），二氧化硫和可吸入顆粒物；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后原子種類(lèi)和數(shù)目不變考慮；（3）由已知條件“為防止載人飛船在高溫烘烤下表面被氧化”推斷納米硅酸鹽涂料的作用．（4）活性炭是黑色粉末狀或顆粒狀的無(wú)定形碳．活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素．活性炭在結(jié)構(gòu)上由于微晶碳是不規(guī)則排列，在交叉連接之間有細(xì)孔，在活化時(shí)會(huì)產(chǎn)生碳組織缺陷，因此它是一種多孔碳，堆積密度低，比表面積大具有吸附性，根據(jù)方程式的寫(xiě)法寫(xiě)出方程式．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力．增加了學(xué)生分析問(wèn)題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力．