13. (11分)探索浩瀚宇宙，发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。航空航天科学研究涉及许多化学知识，请回答下列问题。
Ⅰ. 舱内生活
(1)航天员在太空中成功栽培了生菜、小麦和矮秆番茄等植物，为航天员提供了新鲜的蔬菜和水果，丰富了航天员的食谱。其中蔬菜和水果为航天员提供的主要营养物质是水和
维生素
。
(2)空间站里供给航天员呼吸的O₂主要来自水的电解，产生O₂的电极应接在电源的
正
(填“正”或“负”)极。电解水产生的氢气在特制的反应器中与航天员呼出的二氧化碳发生反应，生成甲烷和水，则可以继续循环使用，请写出该反应的化学方程式：
$4H₂ + CO₂ \stackrel{一定条件}{→} CH₄ + 2H₂O$
。
Ⅱ. 天宫课堂
(3)航天员向注入蓝色颜料的水球内放入一颗维C泡腾片(其主要成分如图1所示)后，产生了很多小气泡，这是因为其中的碳酸氢钠和柠檬酸发生如下反应：C₆H₈O₇+3NaHCO₃=Na₃C₆H₅O₇+3H₂O+3X↑，产生气体。则X的化学式为
CO₂
。实验过程中，航天员还闻到了阵阵橙子香气，说明分子具有的性质为
分子在不断运动
。
(4)航天员展示了“锆金属熔化与凝固”实验。锆在元素周期表中的信息如图2所示，锆的相对原子质量为
91.22
。
Ⅲ. 出舱任务
(5)宇航员的舱外服实际上是个独立的狭小空间。舱外航天服硬体部分采用铝合金和不锈钢材料，足以抵御像枪弹一般的微陨石的袭击，软体部分采用聚氨酯涂层的纺织材料。外衣表面的铝合金硬度与纯铝相比更
大
(填“大”或“小”)。使用的聚氨酯涂层属于
合成
(填“合成”或“复合”)材料。
(6)中国空间站利用太阳能电池板进行工作，将太阳能转化为
电
能。电池板需要用铝合金加工成的箔片进行密封支撑，铝合金能加工成箔片是利用了金属的
延展
性。
答案：13.(1)维生素 (2)正$ 4H₂ + CO₂ \stackrel{一定条件}{→} CH₄ + 2H₂O (3)CO₂ $分子在不断运动 (4)91.22 (5)大 合成 (6)电 延展
14. （12分）氧气是人类生产、生活必不可少的物质，可以通过多种途径获取。
Ⅰ. 自然界获取氧气
(1)自然界中，绿色植物实现二氧化碳到氧气的转化过程称为
光合作用
。
Ⅱ. 实验室获取氧气
实验室制取气体的常见装置如下图所示，请回答下列问题。
(2)利用高锰酸钾制取并收集纯净的氧气，可选用的装置组合为
AE
(填字母)，反应的化学方程式为
$2KMnO₄ \stackrel{\triangle}{→} K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑$
。为了防止加热时固体粉末随气流进入导管，应在
试管口
放一团蓬松的棉花。
Ⅲ. 生活中获取氧气
便携式氧气罐和家用制氧机常用于家庭或高海拔地区的临时供氧。
（3）氧气能被压缩在便携式氧气罐中，从分子的角度解释，其原因是
分子之间有空隙，且气体分子之间的空隙较大
，验证罐内的气体是氧气的方法是：按压喷气口，
将带火星的小木条放在喷气口，若小木条复燃则为氧气
。
（4）家用制氧机常利用过碳酸钠（2Na₂CO₃·3H₂O₂）和二氧化锰制取氧气。
【查阅资料】制氧时，在反应仓中依次发生两个反应：2Na₂CO₃·3H₂O₂=2Na₂CO₃+3H₂O₂、2H₂O₂$\xlongequal{MnO₂}$
2H₂O+O₂↑。
【实验探究】对比过碳酸钠和过氧化氢溶液的制氧效果。请计算（写出计算过程，结果保留两位小数）：
①13.6mL 5%过氧化氢溶液（密度近似为1g·mL⁻¹），最多可制得氧气的质量是多少？
②获取上述相同质量的氧气，需要过碳酸钠的质量是多少？
答案：14.(1)光合作用$ (2)AE 2KMnO₄ \stackrel{\triangle}{→} K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ $试管口 (3)分子之间有空隙，且气体分子之间的空隙较大 将带火星的小木条放在喷气口，若小木条复燃则为氧气 (4)①设13.6 mL 5%过氧化氢溶液可制得氧气的质量为x，可得：
$ 2H₂O₂ \stackrel{MnO₂}{→} 2H₂O + O₂↑ $
68 32
13.6 mL×1 g·mL⁻¹×5% x
$ \frac {68}{32} = \frac {13.6 mL×1 g·mL⁻¹×5\%}{x} , x = 0.32 g$
答：13.6 mL 5%过氧化氢溶液可制得氧气的质量为0.32 g。
②设制得0.32 g氧气需要过碳酸钠的质量为y。由题意可得反应的关系式为
$ 2Na₂CO₃·3H₂O₂ ～ 3H₂O₂ ～ \frac{3}{2} O₂ $
314 48
y 0.32 g
$ \frac{314}{48} = \frac{y}{0.32 g} , y ≈ 2.09 g$
答：制得0.32 g氧气需要过碳酸钠的质量为2.09 g。
