题目
近年来,我国的航天事业取得了辉煌的成就.我们知道外太空是真空环境,根本没有人类赖以生存的氧气,那航天员生存需要的氧气从何而来?某校兴趣小组的同学们对此产生了浓厚的兴趣,展开了一系列项目式探究之旅.
任务一:调查空间站氧气供给方式
【咨询专家】小组同学通过数字化平台向专家进行咨询,了解到空间站的供氧方式主要有携带高压氧气罐、使用固体燃料氧气发生器(也称为"氧烛")和电解水.
【交流讨论】
携带高压氧气罐是最直接的方式,航天员会根据任务时长以及当前空间站氧气储量,携带一定数量的高压氧气罐.氧气能压缩储存在氧气罐中,从微观角度分析其原因:______.
太空中使用的高压氧气罐一般为复合材料,它应具有______的特点.
任务二:探究固体燃料氧气发生器——"氧烛"的制氧原理
【查阅资料】①"氧烛"中的产氧药块一般由粉末状氯酸钠、铁粉和催化剂组成.
②使用时,按压"氧烛"的火帽,产氧药块中铁粉氧化放热,放出的热促使氯酸钠分解,放出氧气,经过滤层后,在氧气出口得到氧气.
【设计与制作】兴趣小组的同学们模拟"氧烛"的制氧原理,设计并制作了一个"氧烛",如图所示.
【原理探析】氯酸钠的化学性质与氯酸钾相似,推断氯酸钠在加热、催化剂条件下分解还生成了氯化钠,该反应的文字表达式为______.该反应的基本反应类型是______.
【反思拓展】请你对"氧烛"的储存和运输提出一条合理的建议:______.
任务三:探究"氧烛"使用后剩余固体物质的成分
【提出问题】产氧药块反应完后,剩余的固体物质是什么?
【交流讨论】大家认为剩余的固体物质中一定有氯化钠、铁的氧化物、催化剂,可能还含有铁粉.
【教师指导】铁粉和稀盐酸反应放出氢气.
【进行实验】为了检验剩余固体物质中是否含有铁粉,兴趣小组的同学们在老师的指导下做了如表实验:
【交流思考】小晋同学提出,可以用一种简单的物理方法检验剩余固体物质中是否含有铁粉,请写出具体的实验操作:______.
任务四:调研电解水制氧中水的来源
在空间站中,收集航天员的尿液、汗液和呼出的水汽,将其深度净化再生为可饮用的纯净水,利用得到的纯净水电解制氧.该纯净水属于______.
成果分享:通过探究,大家对空间站的氧气供给方式有了全面且深人的了解.此外,空间站不仅要保证航天员在太空环境中可以安全舒适地生活和工作,同时也要实现能量利用的最大化,为航天事业的发展提供更强有力的保障.
近年来,我国的航天事业取得了辉煌的成就.我们知道外太空是真空环境,根本没有人类赖以生存的氧气,那航天员生存需要的氧气从何而来?某校兴趣小组的同学们对此产生了浓厚的兴趣,展开了一系列项目式探究之旅.任务一:调查空间站氧气供给方式
【咨询专家】小组同学通过数字化平台向专家进行咨询,了解到空间站的供氧方式主要有携带高压氧气罐、使用固体燃料氧气发生器(也称为"氧烛")和电解水.
【交流讨论】
携带高压氧气罐是最直接的方式,航天员会根据任务时长以及当前空间站氧气储量,携带一定数量的高压氧气罐.氧气能压缩储存在氧气罐中,从微观角度分析其原因:______.
太空中使用的高压氧气罐一般为复合材料,它应具有______的特点.
任务二:探究固体燃料氧气发生器——"氧烛"的制氧原理
【查阅资料】①"氧烛"中的产氧药块一般由粉末状氯酸钠、铁粉和催化剂组成.
②使用时,按压"氧烛"的火帽,产氧药块中铁粉氧化放热,放出的热促使氯酸钠分解,放出氧气,经过滤层后,在氧气出口得到氧气.
【设计与制作】兴趣小组的同学们模拟"氧烛"的制氧原理,设计并制作了一个"氧烛",如图所示.
【原理探析】氯酸钠的化学性质与氯酸钾相似,推断氯酸钠在加热、催化剂条件下分解还生成了氯化钠,该反应的文字表达式为______.该反应的基本反应类型是______.
【反思拓展】请你对"氧烛"的储存和运输提出一条合理的建议:______.
任务三:探究"氧烛"使用后剩余固体物质的成分
【提出问题】产氧药块反应完后,剩余的固体物质是什么?
【交流讨论】大家认为剩余的固体物质中一定有氯化钠、铁的氧化物、催化剂,可能还含有铁粉.
【教师指导】铁粉和稀盐酸反应放出氢气.
【进行实验】为了检验剩余固体物质中是否含有铁粉,兴趣小组的同学们在老师的指导下做了如表实验:
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取少量剩余固体于试管中,滴加足量稀盐酸 | ______ | 剩余的固体物质中有铁粉 |
任务四:调研电解水制氧中水的来源
在空间站中,收集航天员的尿液、汗液和呼出的水汽,将其深度净化再生为可饮用的纯净水,利用得到的纯净水电解制氧.该纯净水属于______.
成果分享:通过探究,大家对空间站的氧气供给方式有了全面且深人的了解.此外,空间站不仅要保证航天员在太空环境中可以安全舒适地生活和工作,同时也要实现能量利用的最大化,为航天事业的发展提供更强有力的保障.
知识点:根据化学反应方程式的计算章节:物质的化学变化 / 质量守恒定律