Question

Na₂O₂曾經是潛水艇或航天器中最理想的供氧劑。下表是人體呼出氣體的成分(均為體積百分含最）。

	空氣 成分	人體呼出 氣體成分
N2	78%	74%
O2	21%	16%
H2O	0. 5%	6%
CO2	0. 03%	4%

 

(1)已知一個人一天大約要產生16 mol CO₂。若全部被Na₂O₂吸收，需要Na₂O₂________ g。

(2)若要使被吸收的CO₂與產生的O₂體積相等，就需

要在Na₂O₂中添加KO₂．計算要達到該目的．Na₂O₂與KO₂的物質的量比例是      。

已知：4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂

(3)計算100 L空氣經過人體呼吸后，呼出氣體中O₂的體積(標準狀況下，保留2位小數)____  L。

(4)為保持航天器中空氣成分恒定，并充分利用資源，需對人體呼出的氣體進行處 理，無用物質排出航天器。100 L空氣經過人體呼吸后，欲使呼出的氣體經過處理后恢復原空氣成分且體積仍為100 L(可供使用的化學試劑只有Na₂O₂)．通過計算回答：若先利用CO₂，還需要利用水蒸氣，求需要水蒸氣體積        L。

 

Answer 1

【答案】

（1）1248   

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

（4）4．10

【解析】

試題分析：

（1）過氧化鈉和二氧化碳的反應方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，設需要過氧化鈉的質量為x，

2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂

156g   2mol

x      16mol

x==1248g

（2）Na₂O₂和 CO₂反應方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂， KO₂和 CO₂反應方程式為：4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂，根據反應方程式知，要使被吸收的CO₂與產生的O₂體積相等，則參加反應的n（Na₂O₂）：n（KO₂）=2：4=1：2

（3）呼吸前后，氮氣不參加反應，所以氮氣的量不變，呼入的氣體中氮氣體積=100L×78%=78L，氮氣的量不變，所以呼出的氣體體積=78L÷74%=105．4L，所以V（O₂）=78L/74%×16%=16．86L。

（4）呼入氣體中氧氣的體積=100L×21%=21L，呼出的氣體中氧氣的體積是16．86L，所以氧氣體積減少為（21-16．86）L=4．14L O₂。

二氧化碳氣體增加的量=78L/74%×4%-100L×0．03%=4．22L-0．03L=4．19L，將增加的CO₂用Na₂O₂吸收，生成O₂是二氧化碳的一半為2．095L，為補足減少的4．14L O₂，還需要2．045L O₂，則需要用Na₂O₂吸收 H₂O體積為氧氣的2倍=2．045L×2=4．09L，剩余的水=6．32L-4．09L=1．73L液化回收。還需要水蒸氣參加反應，需要水蒸氣的體積是4．10L

考點：本題以過氧化鈉為載體考查物質的量的有關計算，明確表格中氮氣含量變小的原因是解本題關鍵，難度較大