电解水制氧气的化学方程式

长久以来，人类对于地球以外的世界充满了好奇心。在探索宇宙的历程中，1961年4月12日，著名的宇航员加加林乘坐“东方一号”宇宙飞船首次进入太空，开启了人类的航天探索之旅。如今，人类不再满足于仅在太空转一圈就返回地球，因此构建了多个空间站来支持长时间的外太空生活。其中，国际空间站是我们最为熟悉的一个。

国际空间站为宇航员提供了一个可以长期生存的环境。每位进入此空间站的宇航员都可以在这里度过数月的时间。为什么宇航员能在国际空间站长期生活呢？下面我们来揭晓答案。

为了维持一个适合人类生存的环境，食物、氧气和饮用水是必不可少的。其中，食物和饮用水的供应相对容易解决，但氧气的储存和运输却面临很大的挑战。由于大量储存纯氧存在一定的风险，国际空间站的氧气不能仅依赖地面的供应。那么，国际空间站的氧气是从何而来的呢？

答案并不复杂。国际空间站获取氧气的主要方式是通过电解水。利用电能，水被分解成氢气和氧气。具体来说，电解水的设备所需的电能由太阳能电池板提供。产生的氧气用于宇航员的呼吸等需求，而氢气则作为废气。

但接下来一个问题自然产生：国际空间站的氧气为什么似乎永远用不完呢？原因在于，水中蕴含的氧气其实是非常丰富的。一升水完全电解后，可以产生大约620升的氧气。而一个人每天大约需要550升的氧气。这意味着只需少量的水，就可以保证宇航员的氧气供应。

地面会定期向国际空间站运送各种物资，其中包括水。例如，JAXA的“HTV-6”货运飞船会运送水包到国际空间站。每个水包含有20升的水。如果全部用于制造氧气，一包水产生的氧气足以供一个宇航员呼吸22天。

国际空间站里的水并不能全部用来制造氧气。因为宇航员的生活和工作都需要大量的水，而且将水运送到外太空的成本很高，所以在国际空间站里，水是珍贵的资源，必须实现有效的循环利用。

为了实现这一目标，人们采用了废水回收的方法。宇航员产生的各种废水，如洗漱水、等都会被收集起来。空气中的水蒸气也会通过冷凝的方式收集。数据显示，国际空间站在废水回收方面做得非常好，可以回收大约93%的废水。这些废水经过多重蒸馏、分离和过滤等过程后，重新转化为可饮用的水以供后续使用。

整个过程如流程图所示，国际空间站中的大部分水都处于不断循环利用的状态。除了无法收集到的废水外，只有用于制造氧气的水才是真正被消耗的。由于消耗的水量很少，完全可以依靠地面的补给来维持。国际空间站能够持续为宇航员提供氧气。

国际空间站还配备了一个完善的环境控制与生命保障系统，该系统能够清除宇航员产生的二氧化碳、硫化氢、氨气等废气，并提供合适的气压和空气组成比例，以确保宇航员的身心健康。

除了电解水的方式获取氧气外，国际空间站还准备了两种备用的方式来应对突况。第一种是加压的氧气罐；第二种是固体燃料氧气发生器。它可以通过固体粉末的化学反应来制造氧气。例如，氯酸钠和铁的固体粉末混合物被点燃时，就可以生成氧气。因为点燃即可产生氧气，所以被许多宇航员亲切地称为“氧气蜡烛”。

虽然人类目前还没有制造出能够完全自给自足的封闭环境，但随着科技的不断发展，未来人类可能会突破这一障碍。届时，人类将摆脱地球的束缚，真正走向星辰大海。今天的内容就讲到这里，欢迎大家关注我们，下次再见！

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