初中化学化学实验方案设计与评价简答题

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）
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 　                         　。