Question

Na₂O₂曾经是潜水艇或航天器中最理想的供氧剂。下表是人体呼出气体的成分(均为体积百分含最）。

	空气 成分	人体呼出 气体成分
N2	78%	74%
O2	21%	16%
H2O	0. 5%	6%
CO2	0. 03%	4%

 

(1)已知一个人一天大约要产生16 mol CO₂。若全部被Na₂O₂吸收，需要Na₂O₂________ g。

(2)若要使被吸收的CO₂与产生的O₂体积相等，就需

要在Na₂O₂中添加KO₂．计算要达到该目的．Na₂O₂与KO₂的物质的量比例是      。

已知：4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂

(3)计算100 L空气经过人体呼吸后，呼出气体中O₂的体积(标准状况下，保留2位小数)____  L。

(4)为保持航天器中空气成分恒定，并充分利用资源，需对人体呼出的气体进行处 理，无用物质排出航天器。100 L空气经过人体呼吸后，欲使呼出的气体经过处理后恢复原空气成分且体积仍为100 L(可供使用的化学试剂只有Na₂O₂)．通过计算回答：若先利用CO₂，还需要利用水蒸气，求需要水蒸气体积        L。

 

Answer 1

【答案】

（1）1248   

（2）n（Na₂O₂）：n（KO₂）=1:2      （3）V（O₂）=16．86L

（4）4．10

【解析】

试题分析：

（1）过氧化钠和二氧化碳的反应方程式为：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，设需要过氧化钠的质量为x，

2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂

156g   2mol

x      16mol

x==1248g

（2）Na₂O₂和 CO₂反应方程式为：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂， KO₂和 CO₂反应方程式为：4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂，根据反应方程式知，要使被吸收的CO₂与产生的O₂体积相等，则参加反应的n（Na₂O₂）：n（KO₂）=2：4=1：2

（3）呼吸前后，氮气不参加反应，所以氮气的量不变，呼入的气体中氮气体积=100L×78%=78L，氮气的量不变，所以呼出的气体体积=78L÷74%=105．4L，所以V（O₂）=78L/74%×16%=16．86L。

（4）呼入气体中氧气的体积=100L×21%=21L，呼出的气体中氧气的体积是16．86L，所以氧气体积减少为（21-16．86）L=4．14L O₂。

二氧化碳气体增加的量=78L/74%×4%-100L×0．03%=4．22L-0．03L=4．19L，将增加的CO₂用Na₂O₂吸收，生成O₂是二氧化碳的一半为2．095L，为补足减少的4．14L O₂，还需要2．045L O₂，则需要用Na₂O₂吸收 H₂O体积为氧气的2倍=2．045L×2=4．09L，剩余的水=6．32L-4．09L=1．73L液化回收。还需要水蒸气参加反应，需要水蒸气的体积是4．10L

考点：本题以过氧化钠为载体考查物质的量的有关计算，明确表格中氮气含量变小的原因是解本题关键，难度较大