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高一化学校本课程课题 :《探索生活中的化学世界》(六)


高一化学校本课程课题 : 《探索生活中的化学世界》 (十) 在月球上制造氧气

凭着现在的科技水平,人们登上月球并非难事,然而要在月球上长期居住就很难了,其中难点之一是月 球上没有氧气,因此科学家们不断寻找在月球上制造氧的方案。

科学家很早就开始了月球表土提取氧的方法研究。他们利用“阿波罗”飞船取回的月球沙土进行实验, 在 1000℃的高温下,利用月沙中的钛铁和氢生成水,再将水通过电解提取氧。研究表明,提取 1 吨氧,约需 70 吨的月球表土。据预测,月球制氧设备,最初是为给月面上的航天员提供氧气之用,但他们需要的氧气并 不多,一个 12 人规模的基地,每月仅仅只需要 350 千克氧气。而要制造能够维持很多人生活的氧气,却只能 另谋出路。

制造出造氧机的是美国宇航局的专家,他们已经发明出一种可以从月球泥土中提取出氧气的“造氧机 器”,该机器对 100 克类似月球泥土的物质进行了测试,结果将该物质的五分之一都转换成了氧气。美国宇 航局计划于 2011 年将这种“月球造氧机”送上月球, 一旦该机器在月球上通过测试, 那么将为建立永久月球 基地扫清最大的障碍。据报道,这种“月球造氧机”可以从月球土壤中提取出氧气。它是一个类似透镜的结 构,可以聚焦太阳光,使地面温度加热到 2500℃。在美国宇航局最近的测试中,一个 12 英尺宽的圆碟将太 阳光聚焦到了 100 克类似月球泥土的物质上,结果几小时后,该物质的五分之一就被转换成了氧气。测试时, 这一泥土物质被保存在真空环境中,从而可以帮助提取出氧气。

科学家称,如果这一造氧技术可行,那么月球上的造氧工厂将会非常庞大,它包括一个专门挖掘月球泥 土的采矿厂,这些月球泥土将被送进一个巨大的“月球造氧机器”,该机器中进入的是泥土,吐出的将会是 氧气。据悉,从月球上挖土将会比地球上更轻松,因为月球的重力比地球小得多。

美国马里兰州太空飞行中心工程师艾里克·卡迪夫说:“这一技术的部分优点是,我们使用的是在月球 上存在的资源,我们可以靠月球土地而生活。通过该机器,你可以呼吸到纯净的氧气,尽管我们产出的氧气

中还混有一些其他气体,但它们非常少,不会形成任何危险。”

(选自 2007 年第 3 期《百科知识》,作者林泉。)

1.人类要在月球上建立永久基地的最大障碍是什么? __________________________________

2.比较文中画线句和下面的改句,你认为哪个句子好?谈谈理由。

改句:一个 12 人规模的基地,每月需要 350 千克氧气。

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3.最后一段中的“这一技术”指的是什么?

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4.本文多处运用了“列数字”的说明方法。从文中选一例简要分析其说明作用。

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5.假如 50 年后你移民月球,呼吸着“造氧机器”制造出的氧气,此时你的心里会有哪些感受?

_______________________________________________________ 生活中的不锈钢

不锈钢经历水洗风蚀为何能保持“不锈”?

不锈钢产品广泛应用于各行各业, 并渐成百姓日常生活用品“主角”, 但大多数消费者并不知道其“不 锈”的“秘密”。专家称,不锈钢制品之所以能够经历水洗风蚀乃至更恶劣的环境而保持不锈,主要依赖其 中的合金元素铬。

不锈钢专家、高级经济师郝培钢说,不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称或统称,是在空气和淡水中或化学 腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢。通俗地说,不锈钢就是不容易生锈的钢,其中铬(Cr)起着决定性 作用。

郝培钢说:“每种不锈钢都必须含有一定数量的铬。迄今为止,还没有不含铬的不锈钢。向钢中添加一 定比例的铬作为合金元素以后,钢表面自动形成一种非常薄的无色、透明且非常光滑的一层富铬的氧化物膜 (即钝化膜),这层膜的形成大大减缓了钢的氧化。它同时还具有自我修复的能力,如果一旦遭到破坏,钢中 的铬会与介质中的氧重新生成钝化膜,继续起保护作用。”

据介绍,在不锈钢加工过程中,除了添加一定比例的铬元素外,还会添加镍、钼、氮等元素,以强化其 耐蚀性,增强其强度、韧度,并使其具备良好的加工工艺能力。在各种元素的共同影响下,才能加工出种类 繁多的不锈钢制品。

识别真假不锈钢要有点“数学”头脑

不锈钢制品目前已大量走入寻常百姓家,然而很多消费者在购买时仍存疑惑--究竟该怎样来辨别其真 假?

不锈钢专家、高级经济师郝培钢说,社会上流传可以通过“有磁”或“无磁”来识别不锈钢的真假,但 这种方法并不可靠。因为现在很多高级别不锈钢制品也是有磁性的,而且目前市场上有很多假冒伪劣不锈钢

制品也能做到“无磁”。

郝培钢建议, 老百姓在购买不锈钢制品时, 可向销售者索要产品质量保证书, 并看一下上面的“铬(Cr)”, 是否大于等于 10.5%;再按照上面的化学成分,计算一下“铬(Cr)”+3.3 倍的“钼(Mo)”+30 倍的“氮 (N)”-“锰(Mn)”,是否大于等于 10。小于 10 的肯定是假冒伪劣不锈钢产品。

专家提醒说,普通消费者如果要购买不锈钢管之类的常用家庭装饰材料时,应去钢材市场购买,而不要 去装饰城之类的装饰材料市场,以保证购买货真价实的不锈钢产品。

“不锈钢”制品也需精心养护

不锈钢制品能永远不锈吗?答案是否定的。不锈钢专家、高级经济师郝培钢提醒说,真正的不锈钢制品 如果使用不当,也会导致其生锈,因此日常用的不锈钢器皿等用品需要精心养护。

郝培钢说,不锈钢制品保持不锈的原因在于其表面附着一层保护膜,即富铬的氧化物膜(钝化膜)。如果 这层膜受到擦划伤污染物污染或者酸、碱、盐等介质腐蚀,不锈钢制品就会生锈。

专家说,在日常生活中,应对不锈钢制品进行精心养护。首先应在合适的地区选择合适的不锈钢制品, 如在空气中含有大量盐分的海滨地区要使用 316 材质不锈钢;其次不要擦划伤不锈钢制品以保护富铬氧化物 膜的完整;最后应经常清洗不锈钢制品,尤其是污染较重地区,避免富铬氧化物膜遭到腐蚀。


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