19. 化学小组的同学们来到宁夏科技馆参观,一进展厅就被太空模拟舱吸引得挪不开脚。观看有关介绍资料后发现,空间站水资源闭合度超95%,氧气资源100%再生,实现了由“补给式”向“再生式”的根本转变,这激发了他们的研究兴趣。于是,同学们开展了以“探究空间站水的净化和氧气再生”为主题的项目式学习活动,主要过程如下。
任务一:了解空间站水资源净化的方法
同学们通过数字化平台向航天专家咨询后了解到:“一克重量一克金”。火箭飞船一克重量的发射成本大约相当于一克黄金的价值。如果地面少补给一公斤的水,也就相当于节省了价值一公斤黄金的费用。他们还了解到空间站将尿液净化为饮用水的原理,如下图所示。

他们根据流程图和所学知识,解决了下列问题。
(1)图中钙去除组件中的“钙”是指钙
(2)请写出图中水净化流程中涉及的一个物理变化操作:
(3)图中活性炭床的作用是
任务二:探究空间站中水的“自主再生”
同学们通过查阅资料可知,空间站中实现了“水—气—水”的闭环循环,其核心过程如下图所示,并解决了以下问题。

注:萨巴蒂尔反应$CO_{2}+4H_{2}\frac {\underline {{催化剂}}}{{高温高压}}2H_{2}O+CH_{4}$
(1)萨巴蒂尔反应中,反应物二氧化碳和氢气的分子个数比为
(2)该循环系统中,
(3)该循环系统中,电解水和萨巴蒂尔反应共同维持了
任务三:认识水的“自主再生”的应用价值
通过本次项目式学习,同学们对空间站中水的“自主再生”有了全面的认识,请补充完善下列认识。
(1)写出空间站的氧气和水由“补给式”向“再生式”转变的一条价值或意义:
(2)有同学提出,能否将空间站的这些技术应用于地球上的偏远缺水地区? 他的这种想法
任务一:了解空间站水资源净化的方法
同学们通过数字化平台向航天专家咨询后了解到:“一克重量一克金”。火箭飞船一克重量的发射成本大约相当于一克黄金的价值。如果地面少补给一公斤的水,也就相当于节省了价值一公斤黄金的费用。他们还了解到空间站将尿液净化为饮用水的原理,如下图所示。
他们根据流程图和所学知识,解决了下列问题。
(1)图中钙去除组件中的“钙”是指钙
元素
(填“离子”“原子”或“元素”)。(2)请写出图中水净化流程中涉及的一个物理变化操作:
过滤或蒸馏(或其他正确答案)
。(3)图中活性炭床的作用是
吸附水中的色素和异味
。任务二:探究空间站中水的“自主再生”
同学们通过查阅资料可知,空间站中实现了“水—气—水”的闭环循环,其核心过程如下图所示,并解决了以下问题。
注:萨巴蒂尔反应$CO_{2}+4H_{2}\frac {\underline {{催化剂}}}{{高温高压}}2H_{2}O+CH_{4}$
(1)萨巴蒂尔反应中,反应物二氧化碳和氢气的分子个数比为
$1:4$
。(2)该循环系统中,
水
既是原料又是产物,它在整个系统中实现了循环利用。(3)该循环系统中,电解水和萨巴蒂尔反应共同维持了
氧气
、二氧化碳和水的动态平衡,这种设计能大幅减少航天器对氧气
(填“氧气”或“水资源”)的携带量。任务三:认识水的“自主再生”的应用价值
通过本次项目式学习,同学们对空间站中水的“自主再生”有了全面的认识,请补充完善下列认识。
(1)写出空间站的氧气和水由“补给式”向“再生式”转变的一条价值或意义:
大大降低了空间站的运营成本和物资补给压力(或实现了资源的循环利用,符合可持续发展理念)(或其他正确答案)
。(2)有同学提出,能否将空间站的这些技术应用于地球上的偏远缺水地区? 他的这种想法
可行(或不可行)
(填“可行”或“不可行”),理由是该技术能高效净化废水,为缺乏清洁水源的地区提供饮用水,缓解水资源危机(或目前成本太高,技术复杂,维护困难,难以大规模推广)(或其他正确答案)
。答案
19. 任务一:(1)元素 (2)过滤或蒸馏(或其
他正确答案) (3)吸附水中的色素和
异味
任务二:(1)$1:4$ (2)水 (3)氧气
氧气
任务三:(1)大大降低了空间站的运营成
本和物资补给压力(或实现了资源的循
环利用,符合可持续发展理念)(或其他
正确答案) (2)可行(或不可行) 该
技术能高效净化废水,为缺乏清洁水源
的地区提供饮用水,缓解水资源危机(或
目前成本太高,技术复杂,维护困难,难
以大规模推广)(或其他正确答案)
他正确答案) (3)吸附水中的色素和
异味
任务二:(1)$1:4$ (2)水 (3)氧气
氧气
任务三:(1)大大降低了空间站的运营成
本和物资补给压力(或实现了资源的循
环利用,符合可持续发展理念)(或其他
正确答案) (2)可行(或不可行) 该
技术能高效净化废水,为缺乏清洁水源
的地区提供饮用水,缓解水资源危机(或
目前成本太高,技术复杂,维护困难,难
以大规模推广)(或其他正确答案)
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