20．“神舟十六號(hào)”載人飛船于2023年5月30日成功發(fā)射，按計(jì)劃航天員乘組會(huì)在太空駐留約5個(gè)月。航天員的中長(zhǎng)期太空生活和工作，如何確保氧氣供應(yīng)和二氧化碳清除呢？同學(xué)們帶著疑問開啟了項(xiàng)目化學(xué)習(xí)之旅。
任務(wù)一：了解空間站內(nèi)如何獲得氧氣
【查閱資料】國(guó)際空間站的氧氣發(fā)生器是通過水的電解來制造氧氣，是主要的制氧方式。水通過貨運(yùn)飛船輸送到空間站，此外航天員所呼出的水蒸氣，也會(huì)通過冷凝器從艙內(nèi)空氣中加以回收，還可以通過ECLSS（環(huán)控生保系統(tǒng)）裝置，從航天員的尿液中回收水。
【分析交流】同學(xué)們分析資料后，就以下兩個(gè)問題進(jìn)行了交流：①?gòu)哪蛞褐谢厥账枰獙?duì)尿液進(jìn)行凈化處理，凈化的方法為沉降、過濾、
、消毒、蒸餾等；②電解水所需要的電能可由
能提供。
【深入學(xué)習(xí)】同學(xué)們通過進(jìn)一步學(xué)習(xí)，還了解到SFOG（固體燃料氧氣發(fā)生器）制氧法。該方法是采用特殊的技術(shù)手段加熱氯酸鈉，使其分解為氯化鈉和氧氣。氯酸鈉與氯酸鉀含有相同的氯酸根，其產(chǎn)生氧氣的符號(hào)表達(dá)式為
。理論上來說，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，10g氯酸鈉粉末能產(chǎn)生約3.15L的氧氣，3名航天員1天所需的氧氣為180升，如果完全由該方法提供氧氣，1天需要的氯酸鈉的質(zhì)量為
g（結(jié)果保留至0.1g）。
任務(wù)二：探究空間站內(nèi)如何清除二氧化碳
通過咨詢有關(guān)專家，同學(xué)們梳理了空間站內(nèi)吸收二氧化碳的幾種方法。
| 方法 |
原理 |
| 方法一 |
LiOH+CO2→Li2CO3+H2O |
| 方法二 |
KO2+H2O+CO2→KHCO3+O2 |
| 方法三 |
分子篩吸收二氧化碳 |
| 方法四 |
吸收分子篩系統(tǒng)清除的二氧化碳，與水電解系統(tǒng)所產(chǎn)生的氫氣結(jié)合，生成液態(tài)水和甲烷氣體，甲烷被排放到外太空 |
【交流討論】
（1）與方法一相比，方法二的優(yōu)點(diǎn)是
。
（2）方法四中可回收利用的物質(zhì)是
。
（3）空間站上的大氣控制裝置按照地球大氣的組成比例，動(dòng)態(tài)調(diào)整艙內(nèi)氣體組分，還需要補(bǔ)充
（填物質(zhì)的化學(xué)式）。
任務(wù)二：展望未來
空間站內(nèi)還有一個(gè)被稱為面向未來更長(zhǎng)期的太空駐留任務(wù)，科學(xué)家們寄希望于第三代環(huán)控生保系統(tǒng)——受控生態(tài)生保系統(tǒng)，能自然地產(chǎn)生氧氣和消除二氧化碳，同時(shí)還可以為航天員提供食物。實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的措施是
。
