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                                                                           離子發(fā)動(dòng)機(jī)
離子發(fā)動(dòng)機(jī)即通常所說的“電火箭”,廣泛應(yīng)用于空間推進(jìn),其原理是推進(jìn)劑被電離成粒子,粒子在電磁場(chǎng)中加速,高速噴出。傳統(tǒng)的火箭是通過燃料燃燒(如氫氣燃燒),在尾部噴出高速氣體實(shí)現(xiàn)向前推進(jìn)的。離子發(fā)動(dòng)機(jī)采用同樣的噴氣式原理,通過電能作用于媒介物質(zhì),噴出一束帶電粒子,通過反作用力推動(dòng)航天器進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整,有人形容這種推力只能“吹動(dòng)一張紙”,但在低重力的太空中,“吹動(dòng)一張紙”的推力經(jīng)過一萬(wàn)、兩萬(wàn)甚至十萬(wàn)小時(shí)的加速,最終速度極為驚人。目前的離子發(fā)動(dòng)機(jī)主要使用氪(Kr)或氙(Xe)推進(jìn)劑,但成本太高。最新研究指出,加熱固態(tài)碘使其升華成為氣體,然后在高速電子的轟擊下使其變成帶正電的碘離子與自由電子,接著碘離子被加速至排氣口排出,成功推動(dòng)目標(biāo)向前。碘的價(jià)格低廉、產(chǎn)量豐富、儲(chǔ)存方便,有望成為離子發(fā)動(dòng)機(jī)的高效推進(jìn)劑。
閱讀材料,解答問題:
(1)傳統(tǒng)的火箭是通過燃料燃燒向前推進(jìn)的,請(qǐng)寫出有關(guān)反應(yīng)的文字表達(dá)式:
氫氣+氧氣
點(diǎn)燃
氫氣+氧氣
點(diǎn)燃
。該反應(yīng)屬于
化合
化合
反應(yīng)(填寫基本反應(yīng)類型)。
(2)碘屬于
非金屬
非金屬
元素(選填“金屬”、“非金屬”或“稀有氣體”),固態(tài)碘升華時(shí),碘分子間的間隙會(huì)
變大
變大
(選填“變大”、“變小”或“不變”)。
(3)目前的離子發(fā)動(dòng)機(jī)所用推進(jìn)劑成本太高的原因是
使用氪或氙,是稀有氣體,在空氣中含量少,難制取,成本高
使用氪或氙,是稀有氣體,在空氣中含量少,難制取,成本高
。
(4)帶一個(gè)單位負(fù)電荷的碘離子的化學(xué)符號(hào)為
I-
I-
。用碘作為離子發(fā)動(dòng)機(jī)的高效推進(jìn)劑的優(yōu)點(diǎn)是
價(jià)格低廉,產(chǎn)量豐富,儲(chǔ)存方便
價(jià)格低廉,產(chǎn)量豐富,儲(chǔ)存方便
。
(5)你認(rèn)為離子發(fā)動(dòng)機(jī)能否用于地面推進(jìn)?并說明其理由:
不能,加熱固態(tài)碘使其升華為氣體,會(huì)污染環(huán)境
不能,加熱固態(tài)碘使其升華為氣體,會(huì)污染環(huán)境
。

【答案】氫氣+氧氣
點(diǎn)燃
水;化合;非金屬;變大;使用氪或氙,是稀有氣體,在空氣中含量少,難制取,成本高;I-;價(jià)格低廉,產(chǎn)量豐富,儲(chǔ)存方便;不能,加熱固態(tài)碘使其升華為氣體,會(huì)污染環(huán)境
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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