中考化学复习第十单元跨学科实践活动8空间站中“再生生保系统”方案设计课件

(共31张PPT)
跨学科实践活动8　空间站中“再生生保系统”方案设计
第十单元　化学与健康
学科串联
知识储备
1．活动目标：了解空间站“再生生保系统”，感受我国航空航天事业发展的魅力；体验“再生生保系统”的模拟设计，感受科技创新的力量和意义。
2．设计方案：结合教材提供的空间站代谢数据，设计“再生生保系统”的供氧系统、二氧化碳去除转化系统以及尿液、冷凝水净化回收系统，并画出方案设计图。
3．成果展示：展示设计的“再生生保系统”方案图，交流讨论，完善方案。
1．2023年3月30日，神舟十五号航天员乘组进行了第三次出舱活动，完成了所有既定任务。此外，“天宫课堂”也已顺利完成三次授课。航天员工作的顺利开展得益于空间站“再生生保系统”的助力。下列有关舱外航天服的说法不正确的是(　　)
A．聚氢酯橡胶是制作航天服的材料之一，属于有机合成材料
B．躯干壳体为铝合金薄壁硬体结构，其硬度大于纯铝
C．头盔的面窗两层之间充有高纯氮气，因为氮气能供给呼吸
D．水升华器可维持航天服内部温度稳定，因为水升华吸收热量
体验探究
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题号
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√
C　[聚氢酯橡胶是制作航天服的材料之一，聚氢酯橡胶是合成橡胶，属于有机合成材料，A正确；金属制成合金后硬度变大，躯干壳体为铝合金薄壁硬体结构，其硬度大于纯铝，B正确；头盔的面窗两层之间充有高纯氮气，氮气不能供给呼吸，只有氧气能供给呼吸，C错误；水升华器可维持航天服内部温度稳定，因为水升华吸收热量，D正确。]
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题号
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2．“再生生保系统”利用太阳能电池电解水制取氧气，再将电解制氧产生的氢气和人体呼出的二氧化碳反应生成水，主要流程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
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题号
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题号
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A．太阳能电池板的能量转化形式为太阳能转化为电能
B．氧气生成系统中，生成氢气和氧气的质量比为1∶8
C．萨巴蒂尔反应系统中，生成物CH4中氢元素质量分数为25%
D．理论上，氧气生成系统中电解的水的质量等于萨巴蒂尔反应系统中生成水的质量
√
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题号
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3．2023年5月30日，三名航天员乘坐“神舟十六号”载人飞船顺利进入空间站。为保证航天员的正常生活，空间站内有一套非常完备的再生式环境控制和生命保障系统，其中一个子系统反应的微观示意图如图。下列有关说法或化学方程式正确的是
(　　)
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√
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4．(2024·广东二模)中国空间站天和核心舱可支持三名航天员长期在轨驻留，航天员在轨的每一天都离不开环控生保系统。首先，环控生保系统的再生生保系统利用循环水电解制氧气，保证航天员氧气需求，电解水产生的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在特种反应器中进行催化反应，从而降低舱内二氧化碳的浓度。其次，环控生保系统的水处理系统主要是将水蒸气、汗液、尿液和生活废水等进行处理，经过该系统处理的水达到饮用水标准，且水的回收率达80%以上，回收的水用于航天员生活用水和电解制氧。
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题号
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题号
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水和过氧化氢的分子
构成不同
H2O
11∶2
(4)宇航员呼吸产生的废气首先进入装有活性炭的滤网除去臭气，这一过程利用了活性炭的________性。
(5)环控生保系统的水处理系统的优点是________________(写出一点即可)。
(6)已知一个航天员平均一天要消耗约0.8 kg氧气，请问一个航天员在空间站30天，理论上至少需要给该水气整合系统补充多少质量的水(已知二氧化碳足量)
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题号
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吸附
可以节约用水
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题号
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(4)活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附颜色、气味，宇航员呼吸产生的废气首先进入装有活性炭的滤网除去臭气，这一过程利用了活性炭的吸附性；
(5)环控生保系统的水处理系统主要是将水蒸气、汗液、尿液和生活废水等进行处理，可以实现废物利用，节约水资源。
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题号
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题号
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5．航天员在轨生活需依靠空间站的电解制氧、二氧化碳去除、尿处理等再生生保功能。如图为核心舱环控生保半封闭系统工作原理示意图。请分析过程，回答下列问题。
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题号
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(1)冷凝水收集系统和尿处理系统使呼出的气体和尿液中的水分得到重新利用。从微观上看，水蒸气和液态水的区别是________不同。
A．分子排列方式 B．分子间隔
C．分子大小 D．分子运动速率
(2)水电解系统制氧时，发生反应的化学方程式为_____________
_____________。
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题号
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ABD
2H2↑＋O2↑
(3)水净化系统得到的饮用水为软水。生活中常用________区分硬水和软水。
(4)二氧化碳收集系统分子筛表面布满孔穴，结构类似于活性炭，具有________作用。
(5)二氧化碳去除系统在温度570～580 K和钌作催化剂的作用下便可生成水和M(M是最简单的有机物)，该反应的化学方程式为
________________________________________________________。
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肥皂水
吸附
(6)太空厨房磨制的一杯杯热豆浆让300公里的穹宇之上有了烟火的味道，热豆浆可以为宇航员提供的主要营养物质是水和__________。
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蛋白质
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6．(2024·烟台中考)2024年4月24日是第九个中国航天日，主题为“极目楚天，共襄星汉”。中国人探索宇宙的脚步驰而不息。
(1)空间站种菜。航天员在太空吃到了自己种的蔬菜。蔬菜能为航天员提供 _________________(写1种主要的营养素)。为使蔬菜枝叶茂盛，可以施用的一种化肥是________________(写化学式)。太空蔬菜在塑料网篮中种植，塑料属于______(填字母)。
A．无机非金属材料 B．有机高分子材料
C．金属材料 D．复合材料
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题号
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维生素(合理即可)
NH4Cl(合理即可)
B
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题号
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①X的化学式是________。NH4ClO4中氯元素的化合价是______。
②铝粉在氧气中燃烧的化学方程式是________________________。
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题号
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Cl2
＋7
(3)太空燃烧实验。航天员在燃烧科学实验柜中以甲烷为燃料进行在轨点火燃烧实验，观察到甲烷火焰与地面上对照实验的火焰相比，显得短而圆，且微弱。
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题号
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①制作燃烧科学实验柜的材料需具有的性质是 _______________(写1条)。
②从燃烧的条件分析，点火的作用是 _______________________。
③下列对燃烧实验分析正确的是 ________(填字母)。
A．空间站甲烷燃烧，不需要氧气
B．空间站失重条件下燃烧产生的热气流向四周扩散，地面上热气流向上扩散
C．空间站失重条件下空气流动性差，甲烷燃烧的火焰比较微弱
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防火(合理即可)
使温度达到可燃物的着火点
BC
解析：(1)蔬菜中富含维生素、水分等；氮肥有利于蔬菜叶的生长，如NH4Cl、CO(NH2)2等；塑料属于有机高分子材料；
(2)①根据质量守恒定律，化学反应前后原子的个数、种类均不变。该反应中，反应前含有2个N、8个H、2个Cl、8个O，反应后含有2个N、8个H、8个O，相差2个Cl，则X的化学式为Cl2；NH4ClO4中铵根离子的化合价为＋1价，氧元素的化合价为－2价，设氯元素的化合价为y，根据化合物中正负化合价代数和为零，得(＋1)＋y＋(－2)×4＝0，y＝＋7，即氯元素的化合价为＋7价；
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