探秘火星上的化学物质
2021年5月15日,我国自主研制的天问一号搭载祝融号火星车,成功登陆火星。
研究表明,火星上有大气,但总量很小,密度只有地球空气的1%左右,主要成分是二氧化碳,年平均气温﹣55℃,冬季最低至﹣133℃,夏季最高至27℃。火星地表没有发现水,但地表下发现有水冰的痕迹,并有大量干冰。土壤及岩石中含有的无机盐跟地球相似,表层土壤主要为氧化铁。到目前为止,火星上还没有发现生命迹象。
(1)下表是火星大气及土壤的部分成分。请你完善下表信息:
成分 |
二氧化碳 |
氮气 |
氩气 |
氧气 |
水蒸气 |
碳酸钙 |
构成微粒 (写符号) |
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体积分数 |
95.3% |
2.7% |
1.6% |
0.15% |
0.03% |
/ |
(2)已知干冰在﹣78.5℃升华。一年四季火星大气中二氧化碳的含量波动较大,原因是 。
(3)移居火星是人类的梦想,根据题中信息回答:跟地球相比,火星上没有或含量不足以支持人类生命活动的基本物质有哪些? 。
(4)要在太空中制取氧气、水和铁,有关物质的信息如下:
资料1.用铁酸镍(NiFe2O4)做催化剂,用舱外太阳能电池发电,通电分解二氧化碳可生成氧气和碳。
资料2.氮气的沸点﹣196℃;氢气的沸点﹣253℃;肼(分子式为N2H4,读音:jing)的沸点114℃;肼是一种无色、易挥发、有刺激性气味的油状液体,有腐蚀性,能腐蚀玻璃和橡胶,有剧毒。肼是航空器上常用的燃料。
请根据提供的信息,探究制取氧气、水和铁的方法。
①在密闭的太空舱中,用资料1中的方法制备氧气的优点是 ,该反应的化学方程式为 。
②肼在氧气中燃烧是否有可能获得水?请说明理由 。
③已知肼在金属铂(Pt)的催化作用下,常温即可分解产生氢气和氮气。反应的化学方程式为 。写出从氢气、氮气混合气体中分离出氢气的依据 。分离出的氢气在氧气中燃烧可制得水。
④根据资料2中肼的性质,在使用肼制取氢气时,为保障安全,需要注意的问题有 。
⑤以资料1中二氧化碳分解产生的碳、火星大气中的二氧化碳和火星土壤中的氧化铁为原料制备金属铁,反应的化学方程式为 。