问题标题:
在长期载人太空飞行的宇航器中,每个宇航员平均每天需要消耗0.9kg氧气,呼出1.0kg的二氧化碳。为了能保持飞船座舱内空气成分的稳定,宇航科学家进行了大量的科学探索。方法一
问题描述:

在长期载人太空飞行的宇航器中,每个宇航员平均每天需要消耗0.9kg氧气,呼出1.0kg的二氧化碳。为了能保持飞船座舱内空气成分的稳定,宇航科学家进行了大量的科学探索。方法一:有的科学家提出“金属过氧化物处理系统”,即不断的将座舱内的空气通过盛有金属过氧化物(以过氧化钠为例)的容器,并把处理后的气体充入座舱。有关反应的化学方程式为:①________②________;将处理后的气体充入座舱时,应注意采取的一项措施是________

方法二:有的科学家根据电解原理设计了飞船内空气更新实验系统,该系统结构示意图如下:

(1)管道①把飞船座舱内含有较多二氧化碳的潮湿的空气通入“电化学二氧化碳处理系统”的N极室,通过该电极反应可以使二氧化碳不断被吸收;该电极反应式为________

其电解产物吸收二氧化碳的离子反应方程式为________。在N极吸收二氧化碳后形成的离子会通过隔膜进入M极室,通过M极的电极反应可以使二氧化碳从电解液中释放出来,并保持系统的pH不变;该电极反应式为________、________。

(2)管道②是将处理后的空气混入“电解水系统”产生的新鲜氧气,然后通入飞船座舱内供宇航员呼吸用。在“电解水系统”中Y为________极(填“阴”或“阳”)X极的电极反应为________

(3)逸出的二氧化碳没有排出飞船外,而是通过管道③进入“二氧化碳还原系统”。在该系统内,二氧化碳跟氢气在一定条件下反应,其产物中有甲烷等气体,请评价这种处理的意义________

孔令兵回答:
  答案:   解析:   ①2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;(1分)②2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑(1分)充入适量水蒸气,增加“空气”湿度。(1分)(1)O2+2H2O+4e-===4OH-,2OH-+CO2===H2O+CO32-(2分)H2+2OH-—2e-===2H2O,H2+CO32-—2e-===H2O+CO2↑(2分)(2)阴4OH-—4e-===2H2O+O2↑(2分)(3)既能为电解系统提供水,又能减少太空污染,还能产生供飞船使用的燃料。(2分)
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