第2章 跨学科实践活动1 制作简易供氧器-【帮课堂】2024-2025学年九年化学上册同步学与练（沪教版·全国2024）

第2章 空气与水资源 跨学科实践活动1 制作简易供氧器 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.通过研讨供氧器的使用范围与情境，明确项目要解决的问题及研究价值，感受化学物质及其变化在维护人体健康等方面的重要作用。 2.通过氧气制取实验的复习，使知识经验结构化，初步形成原理→装置→实验室制取气体的一般思路。 3.通过对项目任务进行拆解和规划，初步融合工程技术方法，建立基于特定需求设计供氧器的一般程序和方法，形成模型。 4.通过选择原理、绘制草图、动手制作等小组合作活动，综合应用化学与工程技术方法等跨学科知识初步制作项目作品，并作反思和改进。 氧气与人体健康关系密切，在特定环境下，人们需要携带方便、操作简单、安全可靠，且成本较低的供氧器。利用制氧机获得的氧气可用于医疗急救、水产养殖、科学研究等多个方面。 活动任务一 了解制氧机的工作原理 1.市场上的制氧机主要有便携式制氧机和氧烛两类。便携式制氧机是一种常见的家用制氧设备,氧烛主要应用于军事和医疗急救。 2.调查与研究 制氧机类型 便携式制氧机（氧立得） 氧烛 使用的药品 A剂：过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2) B剂：二氧化锰(MnO2) 氯酸钠、适量的催化剂、Mg粉 结构 工作原理 氯酸钠 氯化钠＋氧气 使用方法 将A剂、B剂先后放入装好水的反应仓中，通过湿化瓶装置和鼻塞吸氧。 打开氧源盒盖，手握氧烛，拔出启动针，启动氧烛的反应机制，‌戴好鼻塞进行吸氧 3.思考: 1.便携式制氧机是如何控制生成氧气的速率的?通过控制加入的试剂用量控制生成氧气的速率 2.从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。 使用效果：氧立得制氧机供氧快、制氧纯、易操作、好携带，依赖水源，不适合长时间连续作业；氧烛能迅速产生高纯度氧气，满足紧急情况下的立即供氧需求；但产氧量和持续时间有限，限制了其在大规模或长时间紧急情况中的应用。 安全：氧立得制氧机选择过碳酸钠固体储存和运输方便，但需注意操作规范，不当使用可能带来安全隐患；氧烛放热量小，减少了火灾风险，但可能产生微量的有害气体。 经济：氧立得制氧机设备经济便捷，性价比较高；氧烛制造成本相对较低，一次性使用的特点减少了维护的成本，但长期来看需要较多的替换费用。 耐用性：氧立得制氧机长时间使用后，制氧机的部件可能会磨损，需要定期维护和更换；氧烛在储存和携带过程中具有极高的稳定性，不易损坏，且有效期较长，但一旦点燃，就会持续燃烧直至反应物耗尽，无法中断使用后再重新点燃。 3. 氧烛中分解产生氧气的物质类似于氯酸钾,分解过程中需要加热，你认为可能是哪些物质在反应过程中提供了热量?药品中的Mg粉燃烧提供热量 活动任务二 设计并制作一款简易的供氧器 1.讨论制作简易制氧机的思路 加热高锰酸钾 过氧化氢溶液和二氧化锰混合 原理 _____________________________ _____________________________ 发生装置 收集装置 需考虑哪些因素：适用的场景、原料来源、安全、环保、操作是否方便等等。 2.简易制氧器装置的分析与评价 组别 评价维度 制氧效果 装置外观 材料成本 使用便捷 小组1 良好 饮料瓶1元、注射器1元、吸管0.1元、输液管1元 （以上均可使用废弃器） 制取成本低、携带和使用方便 ... + 1．化学小组进行实践活动。如下表《常见家用制氧机的原理》所示： 方法 原料 原理 ① 空气 利用分子筛过滤出氧气 ② 水 电解水制取氧气 ③ 过碳酸钠 过碳酸钠与水反应制取氧气 利用常见材料制作模拟简易家用制氧机，如上图所示。B瓶中加入过碳酸钠、水和二氧化锰可制得氧气，A瓶中水的作用是_______（填序号）。 A．监控氧气速率 B．收集氧气 C．过滤 2．（22-23九年级上·北京海淀·期末）下图为某种家用制氧机内桶的构造示意图。从投料口加入制氧剂一过碳酸钠和催化剂，过碳酸钠遇水迅速发生反应：。下列说法不正确的是 A．生成O2的反应在Ⅱ中发生 B．催化剂可以加速H2O2的分解 C．观察I中的气泡能判断生成O2的快慢 D．I和Ⅱ中水的作用相同 3．氧烛是一种用于缺氧环境中自救的化学氧源，广泛用于航空、航海等领域，其主要成分为，还含有适量的催化剂、成型剂等。氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，主要反应原理为。一根氧烛大约可以供100个人呼吸1小时。下列说法不正确的是 A．氧烛是一种纯净物 B．氧烛不能与可燃物混装保存 C．氧烛制取氧气的反应为分解反应 D．在运输氧烛时，应避免其受到撞击 4．（2023·湖北黄石·模拟预测）下图中甲、乙为实验室常用气体制备装置，某跨学科学习小组根据乙装置原理设计装配了一个简易制氧器，请回答下列问题。 (1)乙装置中a装置的名称为 。 (2)若选择甲装置制取氧气，请写出相应的化学方程式 。 (3)简易制氧器加入的A剂、B剂是 、 （用化学式填空）；若要得到干燥的氧气，洗气室中应该加入 （填名称）。 5．（2024·贵州毕节·三模）以实验为基础是化学学科的重要特征之一。(3)简易制氧器 某同学设计了一种简易制氧器如图所示。制氧剂为A、B两种固体物质，A是过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，B是二氧化锰。用注射器向甲装置中注水，过碳酸钠遇水会分解产生碳酸钠和过氧化氢。根据以上信息，写出简易制氧器中产生氧气的化学方程式 ，该反应的基本类型是 。将甲装置中生成的氧气通过乙装置后与人体连接，与人体连接的是 管(选填“a”或“b”)。 6．为完成“制取氧气”的实践性作业，学习小组开展如下活动。 (1)组装制取氧气装置可选择图中仪器 (填标号)。该套装置 (填“能”或“不能”)用于制取二氧化碳。 (2)甲同学使用 (填仪器名称)把二氧化锰装入容器中，反应的化学方程式为 。其中二氧化锰的作用是 。 (3)乙同学负责收集和验满气体。检验氧气的方法是 。 (4)若用装置Ⅰ收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入。若要干燥制取的氧气，则瓶中应盛放的液体试剂是 。 (5)设计制作简易制气器。 ①超氧化钾常温下与水反应生成氢氧化钾和氧气，产氧效率高，适合作制氧剂，上述反应的化学方程式为 。 ②丙同学利用家中常见的饮料瓶、吸管等设计并制作了简易制氧器，利用超氧化钾和水制取氧气，如图所示，其中甲瓶中水的作用是 。 ►问题一 以过氧化氢分解为基本原理自制供氧器（便捷式制氧机） 【典例1-1】（2024·江苏宿迁·二模）某小组以“气体制备”为主题开展项目式学习。 (1)基础实验： ①仪器a的名称是 。 ②甲同学选用装置B制备CO2，反应时液面应不低于 (填“m”或“n”)位置。化学方程式为 。若用C装置收集一瓶CO2，选择的依据是 。 ③乙同学选用装置B制备O2，若要获得平稳的气体流速，可以将长颈漏斗换为 。若用装置D收集氧气，则最佳的收集时机是等到导管口有 时开始收集。 (2)跨学科实践：用如图2的自制“制氧机”制备O2。 【资料】 过碳酸钠加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2；Na2CO3易溶于水。 【操作】 在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。 【现象】 左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热；右瓶水中导管口有气泡冒出。 【评价】 ①右瓶中水的作用是 (写一个即可)。 ②实验后回收左瓶中二氧化锰的操作是： ，洗涤，干燥。 【解题必备】 便携式制氧机 【变式1-1】（23-24九年级上·广东江门·期末）学校兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图所示，请完成下面小题。 1．制氧时反应仓内黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。此时过滤仓中的水起不到的作用是 A．观察氧气生成的速率 B．降低吸入氧气温度 C．加快氧气的生成速率 D．过滤杂质提纯氧气 2．下列与“制氧机”实践课有关的说法错误的是 A．制取过程涉及化学变化 B．制取的氧气可用作燃料 C．制取完成后二氧化锰可回收再用 D．反应仓的仓体材料应选择无毒环保的 【变式1-2】（23-24九年级上·广东茂名·期末）Ⅱ．我国新型战略核潜艇具备相当强的水下续航和高速航行能力，为了探究潜艇用制氧器。 (5)小亮以爆炸盐(溶于水会产生和和为原料设计了如图所示简易装置加料后，在反应中起 作用。右舱中水的作用是 (答出一个即可)。小亮用带火星的木条放在出气口，观察到 。    ►问题二 以氯酸钾分解为基本原理自制供氧器（氧烛） 【典例2-1】（23-24九年级上·安徽合肥·期中）氧烛常为密闭空间应急氧源，某种氧烛产氧药块主要成分为（化学性质与相似）、金属粉（燃烧时放热，提供分解所需热量）和催化剂等。工作时敲击火帽点燃后即能持续燃烧并放出高纯氧气。下列说法中不正确的是    A．氧烛在工作时，有一定的照明功能 B．氧气主要来自产氧药块中的 C．金属粉质量不会影响释放出氧气质量 D．敲击火帽是产氧药块中某反应的条件 【解题必备】 氧烛 氯酸钠 氯化钠＋氧气 【变式2-1】（23-24九年级上·山西吕梁·期末）中国“奋斗者”号载人潜水器坐底深度10909米，刷新我国载人深潜新纪录。在海底，AIP技术的常规潜艇和现代核潜艇采用电解水制氧装置，但还是会保留氧烛，氧烛的主要成分是NaClO3，在燃烧时产生氧气，还能提供光照，作为辅助光源使用。其他常规潜艇通过涂有过氧化钠的薄板(再生药板)，吸收二氧化碳，释放出氧气。在潜艇内，二氧化碳的含量控制在0.8%以下，每升空气中的一氧化碳的含量不得大于15毫升，氢气的含量为1%以下。规定不得将某些化妆品、剃须膏等带上艇，艇上的油漆以水基漆代替油基漆，选用防火耐高温的艇内绝缘材料。在密闭的舱室里，设置了空气除尘净化装置、放射性微尘测量收集装置、活性炭吸收器(主要用于厕所、厨房等)等装置，以净化浑浊的空气，保证舱室空气清新。 阅读分析，回答问题： (1)电解水制氧中“氧”指的是 (用化学用语表示)。 (2)氧烛的主要成分NaClO3在燃烧时产生氧气的化学方程式为 。 (3)再生药板制氧作为常规潜艇极普遍的制氧手段而在现代核潜艇上已经不再使用的主要原因是 。 (4)在现代核潜艇上还保留氧烛的原因是 。 (5)在潜艇上，氢气除来自蓄电池、核动力装置中水的辐照分解外，还有 ，舱内氢气含量限制在1%以下的原因是 。 1．（22-23九年级上·北京海淀·期末）下图为某种家用制氧机内桶的构造示意图。从投料口加入制氧剂一过碳酸钠和催化剂，过碳酸钠遇水迅速发生反应：。下列说法不正确的是 A．生成O2的反应在Ⅱ中发生 B．催化剂可以加速H2O2的分解 C．观察I中的气泡能判断生成O2的快慢 D．I和Ⅱ中水的作用相同 2．（2024·山西晋城·三模）化学兴趣小组的同学们利用过氧化氢溶液和二氧化锰制作了一台简易化学制氧机，并用该制氧机制氧。以下有关分析中正确的是 A．二氧化锰是反应物之一 B．该反应说明分子可以再分 C．过滤仓中水的作用是控制反应速率 D．人体补氧是利用氧气能支持燃烧的性质 3．（23-24九年级上·安徽合肥·期中）氧烛常为密闭空间应急氧源，某种氧烛产氧药块主要成分为（化学性质与相似）、金属粉（燃烧时放热，提供分解所需热量）和催化剂等。工作时敲击火帽点燃后即能持续燃烧并放出高纯氧气。下列说法中不正确的是    A．氧烛在工作时，有一定的照明功能 B．氧气主要来自产氧药块中的 C．金属粉质量不会影响释放出氧气质量 D．敲击火帽是产氧药块中某反应的条件 4．氧烛是一种用于缺氧环境中自救的化学氧源，广泛用于航空、航海等领域，其主要成分为，还含有适量的催化剂、成型剂等。氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，主要反应原理为。一根氧烛大约可以供100个人呼吸1小时。下列说法不正确的是 A．氧烛是一种纯净物 B．氧烛不能与可燃物混装保存 C．氧烛制取氧气的反应为分解反应 D．在运输氧烛时，应避免其受到撞击 5．（23-24九年级上·四川成都·期末）下图是某班级项目学习小组同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是 A．反应仓的药品可以是氯酸钾和二氧化锰 B．使用前，加湿仓应注满水 C．加湿仓类似于排水集气装置 D．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质 （23-24九年级上·广东惠州·期中）项目学习小组在学习了实验室制氧气之后，查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管等设计并制作简易供氧器(如图)，其中药品A是过碳酸钠和二氧化锰的混合物(过碳酸钠遇水会生成H2O2)。回答下面小题。 6．生活用品可以代替一些化学仪器。本实验利用了塑料瓶、注射器、吸管等进行实验，在该实验中相关说法错误的是 A．塑料瓶相当于锥形瓶 B．吸管相当于导管 C．注射器相当于长颈漏斗 D．该装置可控制反应速率 7．有关氧气性质的叙述错误的是 A．氧气是一种无色无味的气体 B．硫在氧气中燃烧，生成有刺激性气味的气体 C．红磷在空气中燃烧，产生大量白烟 D．水中的鱼虾能自由生活说明氧气易溶于水 8．下图是某班级项目学习小组的同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是 A．反应仓的药品可以是高锰酸钾 B．使用前，加湿仓应注满水 C．加湿仓类似于排水集气装置 D．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质 9．救治新冠患者需要氧气，制氧机制氧是一种途径。某品牌制氧机中有一包白色颗粒和一包黑色粉末， 白色颗粒成分为过碳酸钠(化学式为2Na2CO3·3H2O2，它是过氧化氢与碳酸钠的化合物，遇水后放出氧气)。某小组设计实验探究其制氧原理。 【探究一】 分别取等质量的白色颗粒和等体积的水加入a、b两支试管，再向b试管中加入黑色粉末。观察到a试管仅有少量气泡，b试管有大量气泡。 (1)黑色粉末起 作用。 (2)欲使a试管产生气泡加快，可加入___________ (填序号)。 A．CuSO4溶液 B．NaCl溶液 C．MnO2 10．（23-24九年级上·福建三明·期末）为完成“了解家用制氧机”实践性作业，学习小组开展如下探究活动。 [活动一]了解实验室制氧原理 (1)用如图所示装置制备氧气。 ① 用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为 。 ② 用酒精灯给试管加热的操作是 。 ③ 从物质组成看，制取氧气的药品中都含有 。 [活动二]了解小型家用制氧机制氧原理 (2)某品牌家用“便携式制氧机”的制氧原理如图所示(内部结构透明)。 ① 将过碳酸钠和二氧化锰加入水中，过碳酸钠先分解，生成的H2O2再分解产生氧气。 H2O2分解的化学方程式为 。 ② 观察孔的作用是 。 ③ 与用高锰酸钾制氧气相比较，该方法更适宜家庭制氧的理由之一是 。 1．（2024·山西吕梁·三模）化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。图甲为供氧器的工作原理，下列说法正确的是 A．制氧剂可能是高锰酸钾 B．反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置 C．图乙用作加湿过滤仓时，b管与病人相连 D．加湿过滤仓中水的作用之一是加快生成氧气的速率 2．（2024·山西忻州·三模）某兴趣小组在跨学科实践课上利用过碳酸钠(化学式为，加水会生成Na2CO3和H2O2)和二氧化锰制作了一台简易化学制氧机，如图所示。下列说法正确的是 A．该装置不能判断氧气生成的快慢 B．乙中多加水可以增大氧气在水中的溶解度 C．在实验过程中，二氧化锰作催化剂 D．产生的氧气可以用作燃料 3．（23-24九年级上·安徽六安·期中）某化学兴趣小组对如下三个实验进行了探究： 【实验一】如图1是小组最终制成的简易制氧机成品，小组使用实验室常见制氧药剂，将一种白色粉末和黑色粉末的混合物装填在制氧机中。    回答下列问题： (1)写出该制氧机内发生反应的文字表达式： 。 (2)撞击火帽的目的是为了 。 【实验二】混制“富氧空气” (3)用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶（集气瓶容积为）氧气体积分数为的“富氧空气”，可使用图2所示装置，先在如图装置中装满水，再从导管 （填“a”或“b”）通入氮气，排出 水，然后再通入氧气排出水。 【实验三】探究二氧花锰、氧化铜对过氧化氢分解的催化效果，设计了如下对比实验：    (4)图3实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的原因是 。 (5)分析图4图像，根据 （写出比较的量），能得到二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 。 (6)图4中时间段反应速率逐渐变 （填“快”或“慢”），可能的原因是 。 4．（2023九年级下·江西·学业考试）“便携式制氧器”可以为处于缺氧环境或高浓度有毒有害气体环境的人及时提供氧气。某化学社团的同学对“便携式制氧器”进行了研究性学习。 【任务一】 (1)了解原理：图1为“便携式制氧器”的工作原理示意图。甲剂是过碳酸钠(Na2CO4)，溶于水时，生成碳酸钠和过氧化氢；乙剂是二氧化锰。甲剂与乙剂在反应舱内发生化学反应产生氧气。写出过碳酸钠与水反应的化学方程式： 。乙剂能加快制取氧气的速率，且反应前后其 均不变，属于该反应的催化剂。 【任务二】制取氧气： (2)图2中仪器①的名称是 。 (3)若在实验室中用甲剂和乙剂制取氧气，可从图2中选择的发生装置是 (填序号)，检验氧气的方法是 。 【任务三】 (4)健康吸氧：“便携式制氧器”反应舱内产生的氧气经过加湿过滤舱后变得更湿润。利用图2中的装置C和D，也可收集到湿润的氧气，其连接顺序是氧气发生装置→___________(填序号)。 A．a→b→c→d B．b→a→c→d C．c→d→a→b D．d→c→a→b 【任务四】 (5)拓展延伸：市面上有多种家用制氧机，其中分子筛制氧机的工作原理是：利用分子筛，在加压时将空气中的氮气吸附，从而得到高纯度的氧气。该制氧机制氧气属于 变化。 5．某化学兴趣小组同学以“制取氧气”为主题开展项目式学习。 【任务一】实验室制取氧气    (1)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，该反应的文字表达式是 。 (2)若要收集较纯净的氧气，应从C、D、E装置中选用 装置，当观察到 时表明氧气已收集满。 (3)若用F装置收集氧气，氧气应该从 导管口处通入。 【任务二】家庭制取氧气 该小组调查得知，某款家用制氧机是利用过碳酸钠和二氧化锰同时加入水中来制取氧气。同学们利用生活中简单的材料制作了便于携带的简易制氧器，如图所示。先在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰(已知：过碳酸钠易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢)。    (4)写出反应仓中过氧化氢生成氧气的文字表达式 。 (5)加湿仓中的水除了有润湿氧气的作用外，还可以起到的作用是 。 (6)验证加湿仓导出的气体为氧气的方法是 。 (7)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图1中选用的气体发生装置是 (填字母序号)。 【任务三】工业制取氧气 (8)在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液氧和液氮的沸点不同，氮气首先蒸发出来，剩下的主要是液氧。此过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。 6．（2024·安徽合肥·模拟预测）化学是一门以实验为基础的学科，请结合图示回答问题： (1)仪器①的名称为 。 (2)实验室制取的CO2中含有少量的水蒸气，可用 (填干燥剂的名称)进行干燥。 (3)F为铁丝在氧气中燃烧的实验，集气瓶底部放少量水的作是 。 (4)近几年，制氧机需求旺盛，市场上出现多种类型的制氧机。 ①图甲是某品牌制氧机的工作原理示意图，第一步在反应仓中加入水和粉末状过碳酸钠(2Na2CO3⋅3H2O2)，发生反应的方程式为2Na2CO3⋅3H2O2=2Na2CO3+3H2O2；第二步加入粉末状二氧化锰，即可产生氧气，该步反应的化学方程式为 。 ②图乙是某家庭制氧机上的湿化瓶装置，下列关于该装置说法不正确的有 (填字母序号)。 A．b导管连接制氧机 B．若b端的塑料管发生堵塞，注水管液面会上升 C． 该瓶可以观察氧气产生的速率 7．（2024·辽宁锦州·二模）实验是学习化学的重要途径。 Ⅰ、下列装置常用于实验室制取气体，请根据所学知识回答下列问题： (1)实验室采用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，发生反应的化学方程式为 ，若改用高锰酸钾制取氧气，装置A中试管口应 。 (2)实验室制取二氧化碳所用的固体药品名称是 ，若用装置D收集CO2，则CO2气体应从 （选填“b”或“c”）端口进入。 (3)实验室常用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，锌能置换出稀硫酸中氢元素是因为 。若用E装置干燥氢气，则H2应从 （选填“m”或“n”）端口通入。 Ⅱ、兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图2所示。制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入A、B两种物质，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导管口有气泡冒出。 温馨提示：A是过碳酸钠白色固体，成分为2Na2CO3•3H2O2，加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。B是二氧化锰黑色粉末。 (4)反应仓中H2O2生成氧气的化学方程式为 ，过滤仓中的水除了有过滤加湿氧气的作用外，还可以起到的作用是 （答出一条即可）。 (5)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法： 。 (6)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图1中可选用的气体发生装置是 （填字母序号），若用C装置收集一瓶较为纯净的氧气，则收集的时机是 。 8．（2024·广东深圳·三模）I．如图是实验室气体制取、净化、干燥等常用装置图，请回答下列问题。 (1)请写出图中标号a的仪器名称 。 (2)实验室用加热固体混合物的方法制氧气，反应的化学方程式为 。 (3)实验室制取并收集可选择的装置组合是 (填字母序号)。写出用澄清石灰水检验的化学方程式 。 Ⅱ.跨学科实践活动：二氧化碳自动补给装置 (4)兴趣小组根据简易制氧机的制取气体原理，还能进一步发明与生活相关的装置，并设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置。由图可推知，二氧化碳是否产生与A瓶内的 (填“压强”或“温度”)有关。 (5)为了水草更好的生长，确保二氧化碳能够充分溶入水中，最好将导管口放置于鱼缸 的位置(填“1”“2”或“3”)。 9．（2024·广西贺州·三模）某化学学习小组以“气体的制备”为主题开展跨学科实践活动，请回答下列问题： (1)仪器a的名称是 。 (2)甲同学选择气体的发生装置，若选择装置A制取，反应的化学方程式为 ；若选择装置B制取，所用的药品为 ，发生装置C相对于B的优点是 。 (3)乙同学选择气体的收集装置，若选择装置 (填字母)既可以收集，也可以收集。 (4)丙同学通过查阅资料，利用实验室的药品和生活中的材料自制“制氧机”，装置如下图： 【资料】过硫酸钠()与水反应可以生成和。 【操作】在大塑料瓶和小塑料瓶中加入水，然后再往大塑料瓶中加入过硫酸钠。 【现象】大塑料瓶瓶壁温热，瓶内产生气泡，与输液管相连的小塑料瓶也有气泡冒出。 【评价】 ①小塑料瓶中装水的目的是 。 ②反应一段时间后，检验鼻氧管出气孔处有的操作是 。 10．（2024·山东烟台·二模）实验室制取气体并验证其性质的思路可从原理、装置和检验等方面进行分析。 (1)图1中欲使稀盐酸与石灰石接触，需要进行的操作是 ，此时装置A中发生反应的化学方程式为 。 (2)利用装置D验证二氧化碳的性质，一段时间后，观察到b处棉花不变色，a、c处棉花变红，且c处棉花先变红，说明CO2的物理性质是 。 (3)若实验过程中观察到装置D 中b处棉花也变红，可能的原因是 （写出一种），请写出对应的改进措施 。 (4)图2是一台简易制氧机，A瓶中装有“茶垢净”（遇到热水后会产生氧气）、二氧化锰和水，氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出，供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目 。 11．（2024·贵州黔东南·一模）综合运用化学、技术、工程知识，能提升我们解决实际问题的本领。 (1)利用图1装置制取气体。 ①实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为 。可选取的制取装置为 (填字母序号)，试管口放置 以防止加热时固体粉末进入导管。 ②实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳选择的发生装置是 ；选择装置C收集二氧化碳，判断收集满的方法是 。 (2)小明发现家里的化学制氧机是用双氧水和二氧化锰做药包制氧气的。于是根据说明书上的“内桶模型图”制作了一个微型模拟制氧机，如图2所示。 在实践的过程中，他认识到过滤加湿仓的作用。请分析他的推断所依据的现象： 过滤加湿仓的作用 依据的现象 降温 A瓶： 观察氧气生成的速率 B瓶： 12．（2024·云南大理·模拟预测）化学是一门以实验为基础的学科，请结合图示回答问题： (1)仪器①的名称为 。 (2)甲烷是密度比空气密度小，极难溶于水的气体，实验室常用无水醋酸钠和碱石灰两种固体混合物加热制取甲烷气体。实验室预制备较纯的甲烷气体，应选择的发生装置和收集装置为 （填字母序号）。 (3)请写出实验室利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式 ，制取的CO2中含有少量的水蒸气，可用 （填干燥剂）进行干燥。 (4)F为铁丝在氧气中燃烧的实验，集气瓶底部放少量水的作用是 。 (5)近几年，制氧机需求旺盛，市场上出现多种类型的制氧机。 ①图甲是某品牌制氧机的工作原理示意图，第一步在反应仓中加入水和粉末状过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2），发生反应的方程式为；第二步加入粉末状二氧化锰，即可产生氧气，该步反应的化学方程式为 。 ②图乙是某家庭制氧机上的湿化瓶装置，下列关于该装置说法不正确的有 （填字母序号）。 A．b导管连接制氧机 B．若吸氧的塑料管发生堵塞，注水管液面会上升 C．该瓶可以观察氧气产生的速率 13．（23-24九年级上·内蒙古鄂尔多斯·期中）小鑫同学在实验室用以下装置制取氧气，请回答下列问题： (1)写出仪器①的名称 。 (2)用此法制取一瓶干燥的氧气，应选择的装置组合是 （填字母序号）。 (3)写出这种制取氧气的符号表达式 。 (4)他制作了一台简易“制氧机”，如图，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠，B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠加水溶解会分解生成和。用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得很热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 ①反应仓中生成氧气的符号表达式是 。 ②验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是 。 14．（22-23九年级上·辽宁沈阳·期末）如图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置，请按要求回答下列问题： (1)写出仪器①的名称： 。 (2)实验室制取二氧化碳常选用的发生装置和收集装置是 （填字母），反应的化学方程式为 ；检验二氧化碳集满的方法是 。 (3)选用装置A制氧气，反应的化学方程式是 ，试管口塞一团棉花的作用是 ；用E收集氧气的优点是 。 (4)氧烛是一种简易制氧机。它体积小、重量轻，贮存期长，产氧量大，适用于在缺氧环境急救。有以下几种制氧剂，根据提供的信息选择一种适合氧烛的制氧剂。 制氧剂 使用过程中存在的问题 过氧化氢 液体，有一定腐蚀性或刺激性。易分解，需避光，不易控制 过氧化钙 固体，与水反应缓慢、持续释放氧气 氯酸钠 固体，在催化剂的作用下，加热分解持续快速释放氧气 你选择的制氧剂是 ，理由是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 空气与水资源 跨学科实践活动1 制作简易供氧器 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.通过研讨供氧器的使用范围与情境，明确项目要解决的问题及研究价值，感受化学物质及其变化在维护人体健康等方面的重要作用。 2.通过氧气制取实验的复习，使知识经验结构化，初步形成原理→装置→实验室制取气体的一般思路。 3.通过对项目任务进行拆解和规划，初步融合工程技术方法，建立基于特定需求设计供氧器的一般程序和方法，形成模型。 4.通过选择原理、绘制草图、动手制作等小组合作活动，综合应用化学与工程技术方法等跨学科知识初步制作项目作品，并作反思和改进。 氧气与人体健康关系密切，在特定环境下，人们需要携带方便、操作简单、安全可靠，且成本较低的供氧器。利用制氧机获得的氧气可用于医疗急救、水产养殖、科学研究等多个方面。 活动任务一 了解制氧机的工作原理 1.市场上的制氧机主要有便携式制氧机和氧烛两类。便携式制氧机是一种常见的家用制氧设备,氧烛主要应用于军事和医疗急救。 2.调查与研究 制氧机类型 便携式制氧机（氧立得） 氧烛 使用的药品 A剂：过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2) B剂：二氧化锰(MnO2) 氯酸钠、适量的催化剂、Mg粉 结构 工作原理 氯酸钠 氯化钠＋氧气 使用方法 将A剂、B剂先后放入装好水的反应仓中，通过湿化瓶装置和鼻塞吸氧。 打开氧源盒盖，手握氧烛，拔出启动针，启动氧烛的反应机制，‌戴好鼻塞进行吸氧 3.思考: 1.便携式制氧机是如何控制生成氧气的速率的?通过控制加入的试剂用量控制生成氧气的速率 2.从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。 使用效果：氧立得制氧机供氧快、制氧纯、易操作、好携带，依赖水源，不适合长时间连续作业；氧烛能迅速产生高纯度氧气，满足紧急情况下的立即供氧需求；但产氧量和持续时间有限，限制了其在大规模或长时间紧急情况中的应用。 安全：氧立得制氧机选择过碳酸钠固体储存和运输方便，但需注意操作规范，不当使用可能带来安全隐患；氧烛放热量小，减少了火灾风险，但可能产生微量的有害气体。 经济：氧立得制氧机设备经济便捷，性价比较高；氧烛制造成本相对较低，一次性使用的特点减少了维护的成本，但长期来看需要较多的替换费用。 耐用性：氧立得制氧机长时间使用后，制氧机的部件可能会磨损，需要定期维护和更换；氧烛在储存和携带过程中具有极高的稳定性，不易损坏，且有效期较长，但一旦点燃，就会持续燃烧直至反应物耗尽，无法中断使用后再重新点燃。 3. 氧烛中分解产生氧气的物质类似于氯酸钾,分解过程中需要加热，你认为可能是哪些物质在反应过程中提供了热量?药品中的Mg粉燃烧提供热量 活动任务二 设计并制作一款简易的供氧器 1.讨论制作简易制氧机的思路 加热高锰酸钾 过氧化氢溶液和二氧化锰混合 原理 发生装置 收集装置 需考虑哪些因素：适用的场景、原料来源、安全、环保、操作是否方便等等。 2.简易制氧器装置的分析与评价 组别 评价维度 制氧效果 装置外观 材料成本 使用便捷 小组1 良好 饮料瓶1元、注射器1元、吸管0.1元、输液管1元 （以上均可使用废弃器） 制取成本低、携带和使用方便 ... + 1．化学小组进行实践活动。如下表《常见家用制氧机的原理》所示： 方法 原料 原理 ① 空气 利用分子筛过滤出氧气 ② 水 电解水制取氧气 ③ 过碳酸钠 过碳酸钠与水反应制取氧气 利用常见材料制作模拟简易家用制氧机，如上图所示。B瓶中加入过碳酸钠、水和二氧化锰可制得氧气，A瓶中水的作用是_______（填序号）。 A．监控氧气速率 B．收集氧气 C．过滤 【答案】A 【详解】 B瓶中加入过碳酸钠、水和二氧化锰可制得氧气，氧气进入A瓶，可观察气泡逸出，根据气泡逸出的速度来观察氧气产生的速度。 故选A。 2．（22-23九年级上·北京海淀·期末）下图为某种家用制氧机内桶的构造示意图。从投料口加入制氧剂一过碳酸钠和催化剂，过碳酸钠遇水迅速发生反应：。下列说法不正确的是 A．生成O2的反应在Ⅱ中发生 B．催化剂可以加速H2O2的分解 C．观察I中的气泡能判断生成O2的快慢 D．I和Ⅱ中水的作用相同 【答案】D 【详解】A、根据氧气的密度比水小的事实分析，应在装置II中放入制氧剂，故说法正确； B、制氧剂的主要成分是过碳酸钠和催化剂，过碳酸钠加入水中后，分解产生过氧化氢；过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气，故说法正确； C、过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气，产生的氧气需通入装置的I中水中净化，可通过观察I中的气泡能判断生成O2的快慢，故说法正确； D、I中的水可以净化氧气、判断生成O2的快慢，Ⅱ中水是和过碳酸钠反应生成过氧化氢，作用不同，故说法错误。 故选D。 3．氧烛是一种用于缺氧环境中自救的化学氧源，广泛用于航空、航海等领域，其主要成分为，还含有适量的催化剂、成型剂等。氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，主要反应原理为。一根氧烛大约可以供100个人呼吸1小时。下列说法不正确的是 A．氧烛是一种纯净物 B．氧烛不能与可燃物混装保存 C．氧烛制取氧气的反应为分解反应 D．在运输氧烛时，应避免其受到撞击 【答案】A 【详解】A、氧烛中含有适量的催化剂、成型剂等，属于混合物，故A错误； B、氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，若与可燃物混装，可能会引起爆炸，故B正确； C、氧烛制取氧气的化学方程式为，是一变多的反应，属于分解反应，故C正确； D、由题意可知，氧烛通过撞击火帽引发反应，故在运输氧烛时，应避免其受到撞击，故D正确。 故选A。 4．（2023·湖北黄石·模拟预测）下图中甲、乙为实验室常用气体制备装置，某跨学科学习小组根据乙装置原理设计装配了一个简易制氧器，请回答下列问题。 (1)乙装置中a装置的名称为 。 (2)若选择甲装置制取氧气，请写出相应的化学方程式 。 (3)简易制氧器加入的A剂、B剂是 、 （用化学式填空）；若要得到干燥的氧气，洗气室中应该加入 （填名称）。 【答案】(1)分液漏斗 (2) (3) MnO2 H2O2 浓硫酸 【详解】（1）根据图乙可知，a装置的名称为长颈漏斗。 （2）甲装置为固体加热装置，所以可选择加热高锰酸钾或氯酸钾制备氧气，但试管口没有放一团棉花，故选用加热氯酸钾制备氧气，反应方程式为。 （3）根据图示可知，该简易制氧器为固液混合型，所以选择双氧水和二氧化锰制备氧气，故A和B为MnO2、H2O2（顺序可颠倒）；浓硫酸具有吸水性，若要得到干燥的氧气，洗气室中应该加入浓硫酸。 5．（2024·贵州毕节·三模）以实验为基础是化学学科的重要特征之一。(3)简易制氧器 某同学设计了一种简易制氧器如图所示。制氧剂为A、B两种固体物质，A是过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，B是二氧化锰。用注射器向甲装置中注水，过碳酸钠遇水会分解产生碳酸钠和过氧化氢。根据以上信息，写出简易制氧器中产生氧气的化学方程式 ，该反应的基本类型是 。将甲装置中生成的氧气通过乙装置后与人体连接，与人体连接的是 管(选填“a”或“b”)。 【答案】 (3) 分解反应 b 【详解】 （3）过碳酸钠遇水会分解产生碳酸钠和过氧化氢。过氧化氢在二氧化锰的催化作用下飞机生成水和氧气，化学方程式为，该反应符合分解反应一变多的特征，所以该反应的基本类型是分解反应；据生活常识可知将甲装置中生成的氧气通过乙装置后与人体连接，与人体连接的是b管。 故填：；分解反应；b。 6．为完成“制取氧气”的实践性作业，学习小组开展如下活动。 (1)组装制取氧气装置可选择图中仪器 (填标号)。该套装置 (填“能”或“不能”)用于制取二氧化碳。 (2)甲同学使用 (填仪器名称)把二氧化锰装入容器中，反应的化学方程式为 。其中二氧化锰的作用是 。 (3)乙同学负责收集和验满气体。检验氧气的方法是 。 (4)若用装置Ⅰ收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入。若要干燥制取的氧气，则瓶中应盛放的液体试剂是 。 (5)设计制作简易制气器。 ①超氧化钾常温下与水反应生成氢氧化钾和氧气，产氧效率高，适合作制氧剂，上述反应的化学方程式为 。 ②丙同学利用家中常见的饮料瓶、吸管等设计并制作了简易制氧器，利用超氧化钾和水制取氧气，如图所示，其中甲瓶中水的作用是 。 【答案】(1) ABFG 能 (2) 药匙 作催化剂 (3)把带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明是氧气 (4) a 浓硫酸 (5) 通过气泡观察氧气输出的速率 【详解】（1）可由图中的仪器ABFG组装制取氧气的装置，其制取原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气； 该套装置属于固液常温型发生装置，制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，因此该套装置能用于制取二氧化碳； （2）二氧化锰是固体粉末状药品，因此甲同学应使用药匙把二氧化锰装入容器中； 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为； 二氧化锰的作用是作催化剂； （3）氧气具有助燃性，因此检验氧气的方法是：把带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明是氧气； （4）若用装置Ⅰ收集氧气，由于氧气的密度比空气略大，所以气体应从a端通入； 浓硫酸具有吸水性且不与氧气反应，可用于干燥氧气，因此若要干燥制取的氧气，则瓶中应盛放的液体试剂是浓硫酸； （5）①超氧化钾常温下与水反应生成氢氧化钾和氧气，化学方程式为； ②氧气不易溶于水，因此甲瓶中水的作用是通过气泡观察氧气输出的速率。 ►问题一 以过氧化氢分解为基本原理自制供氧器（便捷式制氧机） 【典例1-1】（2024·江苏宿迁·二模）某小组以“气体制备”为主题开展项目式学习。 (1)基础实验： ①仪器a的名称是 。 ②甲同学选用装置B制备CO2，反应时液面应不低于 (填“m”或“n”)位置。化学方程式为 。若用C装置收集一瓶CO2，选择的依据是 。 ③乙同学选用装置B制备O2，若要获得平稳的气体流速，可以将长颈漏斗换为 。若用装置D收集氧气，则最佳的收集时机是等到导管口有 时开始收集。 (2)跨学科实践：用如图2的自制“制氧机”制备O2。 【资料】 过碳酸钠加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2；Na2CO3易溶于水。 【操作】 在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。 【现象】 左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热；右瓶水中导管口有气泡冒出。 【评价】 ①右瓶中水的作用是 (写一个即可)。 ②实验后回收左瓶中二氧化锰的操作是： ，洗涤，干燥。 【答案】(1) 水槽 m CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 二氧化碳密度比空气大且不与空气反应 分液漏斗 均匀、连续的气泡冒出 (2) 检测气流的快慢 过滤 【详解】（1）①由图可知，仪器a的名称是水槽； ②乙同学选用装置B制备CO2，长颈漏斗的末端需伸入液面以下，所以反应时液面应不低于m位置；实验室可用石灰石和稀盐酸来制取二氧化碳，石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；C装置为向上排空气法装置，用C装置收集一瓶CO2，选择的依据是二氧化碳密度比空气大且不与空气反应； ③乙同学选用装置B制备O2，若要获得平稳的气体流速，可以将长颈漏斗换为分液漏斗，通过调节活塞控制反应速率；装置D为排水法装置，用装置D收集氧气，则最佳的收集时机是等到导管口有均匀、连续的气泡冒出时开始收集。 （2）①右瓶水中导管口有气泡冒出，通过右瓶水中气泡的多少来检测气流的快慢； ②二氧化锰不溶于水，左瓶中的二氧化锰可通过过滤、洗涤、烘干等操作回收。 【解题必备】 便携式制氧机 【变式1-1】（23-24九年级上·广东江门·期末）学校兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图所示，请完成下面小题。 1．制氧时反应仓内黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。此时过滤仓中的水起不到的作用是 A．观察氧气生成的速率 B．降低吸入氧气温度 C．加快氧气的生成速率 D．过滤杂质提纯氧气 2．下列与“制氧机”实践课有关的说法错误的是 A．制取过程涉及化学变化 B．制取的氧气可用作燃料 C．制取完成后二氧化锰可回收再用 D．反应仓的仓体材料应选择无毒环保的 【答案】 1．C 2．B 【解析】 1．A、根据过滤仓中的水中产生气泡的快慢可观察氧气生成的速率。A不符合题意； B、过滤仓中的水蒸发吸热，可降低吸入氧气温度。B不符合题意； C、过滤仓中的水只与生成的氧气接触，无法加快氧气的生成速率。C符合题意； D、氧气经过过滤仓中的水，可以过滤杂质提纯氧气。D不符合题意。 综上所述：选择C。 2．A、制取过程中生成的氧气是新物质，属于化学变化。A正确； B、氧气具有支持燃烧的性质，不能用作燃料。B错误； C、二氧化锰不溶于水，是催化剂，反应前后质量和化学性质不变，制取完成后二氧化锰可用过滤法回收再用。C正确； D、为避免污染氧气，反应仓的仓体材料应选择无毒环保的。D正确。 综上所述：选择B。 【变式1-2】（23-24九年级上·广东茂名·期末）Ⅱ．我国新型战略核潜艇具备相当强的水下续航和高速航行能力，为了探究潜艇用制氧器。 (5)小亮以爆炸盐(溶于水会产生和和为原料设计了如图所示简易装置加料后，在反应中起 作用。右舱中水的作用是 (答出一个即可)。小亮用带火星的木条放在出气口，观察到 。    【答案】 (5) 催化 观察产生氧气的速率（合理即可） 带火星的木条复燃 【详解】 （5）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，则二氧化锰的作用为催化作用； 将产生的氧气通入右舱中水的底部，能降温，给氧气加湿，同时还能通过产生气泡的速度观察产生氧气的速率； 氧气能使带火星的木条复燃，则将带火星的木条放在出气口，可观察到带火星的木条复燃。 ►问题二 以氯酸钾分解为基本原理自制供氧器（氧烛） 【典例2-1】（23-24九年级上·安徽合肥·期中）氧烛常为密闭空间应急氧源，某种氧烛产氧药块主要成分为（化学性质与相似）、金属粉（燃烧时放热，提供分解所需热量）和催化剂等。工作时敲击火帽点燃后即能持续燃烧并放出高纯氧气。下列说法中不正确的是    A．氧烛在工作时，有一定的照明功能 B．氧气主要来自产氧药块中的 C．金属粉质量不会影响释放出氧气质量 D．敲击火帽是产氧药块中某反应的条件 【答案】C 【详解】A、金属粉燃烧时会发光，则可能有一定的照明功能，该选项说法正确； B、氯酸钾分解能生成氧气，NaClO3的化学性质和氯酸钾相似，则氧气主要来自产氧药块中的NaClO3，该选项说法正确； C、金属粉质量过少，则放出热量较少，NaClO3不会分解，但金属粉质量过多，则会消耗较多氧气，则金属粉质量会影响释放出氧气质量，该选项说法不正确； D、敲击火帽能启动装置，则敲击火帽是产氧药块中某反应的条件，该选项说法正确。 故选C。 【解题必备】 氧烛 氯酸钠 氯化钠＋氧气 【变式2-1】（23-24九年级上·山西吕梁·期末）中国“奋斗者”号载人潜水器坐底深度10909米，刷新我国载人深潜新纪录。在海底，AIP技术的常规潜艇和现代核潜艇采用电解水制氧装置，但还是会保留氧烛，氧烛的主要成分是NaClO3，在燃烧时产生氧气，还能提供光照，作为辅助光源使用。其他常规潜艇通过涂有过氧化钠的薄板(再生药板)，吸收二氧化碳，释放出氧气。在潜艇内，二氧化碳的含量控制在0.8%以下，每升空气中的一氧化碳的含量不得大于15毫升，氢气的含量为1%以下。规定不得将某些化妆品、剃须膏等带上艇，艇上的油漆以水基漆代替油基漆，选用防火耐高温的艇内绝缘材料。在密闭的舱室里，设置了空气除尘净化装置、放射性微尘测量收集装置、活性炭吸收器(主要用于厕所、厨房等)等装置，以净化浑浊的空气，保证舱室空气清新。 阅读分析，回答问题： (1)电解水制氧中“氧”指的是 (用化学用语表示)。 (2)氧烛的主要成分NaClO3在燃烧时产生氧气的化学方程式为 。 (3)再生药板制氧作为常规潜艇极普遍的制氧手段而在现代核潜艇上已经不再使用的主要原因是 。 (4)在现代核潜艇上还保留氧烛的原因是 。 (5)在潜艇上，氢气除来自蓄电池、核动力装置中水的辐照分解外，还有 ，舱内氢气含量限制在1%以下的原因是 。 【答案】(1)O2 (2)2NaClO32NaCl+3O2↑ (3)常规潜艇电解水制氧装置需消耗大量的电能，现代核潜艇上可将核能转化为电能 (4)作为备用氧气源 (5) 电解水制氧装置 防止遇明火发生爆炸 【详解】（1）电解水制氧即制备氧气，所以“氧”指的是氧气，化学式为O2； （2）NaClO3在燃烧时产生氧气和氯化钠，化学方程式为：2NaClO32NaCl+3O2↑； （3）阅读材料可知，再生药板制氧作为常规潜艇极普遍的制氧手段而在现代核潜艇上已经不再使用的主要原因是常规潜艇电解水制氧装置需消耗大量的电能，现代核潜艇上可将核能转化为电能； （4）阅读材料可知，在现代核潜艇上还保留氧烛的原因是作为备用氧气源； （5）电解水制氧装置不仅可以生成氧气和可以生成氢气，所以在潜艇上，氢气除来自蓄电池、核动力装置中水的辐照分解外，还有电解水制氧装置； 因防止氢气遇明火发生爆炸，所以舱内氢气含量限制在1%以下。 1．（22-23九年级上·北京海淀·期末）下图为某种家用制氧机内桶的构造示意图。从投料口加入制氧剂一过碳酸钠和催化剂，过碳酸钠遇水迅速发生反应：。下列说法不正确的是 A．生成O2的反应在Ⅱ中发生 B．催化剂可以加速H2O2的分解 C．观察I中的气泡能判断生成O2的快慢 D．I和Ⅱ中水的作用相同 【答案】D 【详解】A、根据氧气的密度比水小的事实分析，应在装置II中放入制氧剂，故说法正确； B、制氧剂的主要成分是过碳酸钠和催化剂，过碳酸钠加入水中后，分解产生过氧化氢；过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气，故说法正确； C、过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气，产生的氧气需通入装置的I中水中净化，可通过观察I中的气泡能判断生成O2的快慢，故说法正确； D、I中的水可以净化氧气、判断生成O2的快慢，Ⅱ中水是和过碳酸钠反应生成过氧化氢，作用不同，故说法错误。 故选D。 2．（2024·山西晋城·三模）化学兴趣小组的同学们利用过氧化氢溶液和二氧化锰制作了一台简易化学制氧机，并用该制氧机制氧。以下有关分析中正确的是 A．二氧化锰是反应物之一 B．该反应说明分子可以再分 C．过滤仓中水的作用是控制反应速率 D．人体补氧是利用氧气能支持燃烧的性质 【答案】B 【详解】A、二氧化锰是催化剂，不是反应物，分析错误； B、过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下生成水和氧气，说明了分子可以再分，分析正确； C、过滤仓中的水不能加快氧气的生成，故不能控制反应速率，分析错误； D、人体补氧是利用氧气能供给呼吸的性质，分析错误。 故选B。 3．（23-24九年级上·安徽合肥·期中）氧烛常为密闭空间应急氧源，某种氧烛产氧药块主要成分为（化学性质与相似）、金属粉（燃烧时放热，提供分解所需热量）和催化剂等。工作时敲击火帽点燃后即能持续燃烧并放出高纯氧气。下列说法中不正确的是    A．氧烛在工作时，有一定的照明功能 B．氧气主要来自产氧药块中的 C．金属粉质量不会影响释放出氧气质量 D．敲击火帽是产氧药块中某反应的条件 【答案】C 【详解】A、金属粉燃烧时会发光，则可能有一定的照明功能，该选项说法正确； B、氯酸钾分解能生成氧气，NaClO3的化学性质和氯酸钾相似，则氧气主要来自产氧药块中的NaClO3，该选项说法正确； C、金属粉质量过少，则放出热量较少，NaClO3不会分解，但金属粉质量过多，则会消耗较多氧气，则金属粉质量会影响释放出氧气质量，该选项说法不正确； D、敲击火帽能启动装置，则敲击火帽是产氧药块中某反应的条件，该选项说法正确。 故选C。 4．氧烛是一种用于缺氧环境中自救的化学氧源，广泛用于航空、航海等领域，其主要成分为，还含有适量的催化剂、成型剂等。氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，主要反应原理为。一根氧烛大约可以供100个人呼吸1小时。下列说法不正确的是 A．氧烛是一种纯净物 B．氧烛不能与可燃物混装保存 C．氧烛制取氧气的反应为分解反应 D．在运输氧烛时，应避免其受到撞击 【答案】A 【详解】A、氧烛中含有适量的催化剂、成型剂等，属于混合物，故A错误； B、氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，若与可燃物混装，可能会引起爆炸，故B正确； C、氧烛制取氧气的化学方程式为，是一变多的反应，属于分解反应，故C正确； D、由题意可知，氧烛通过撞击火帽引发反应，故在运输氧烛时，应避免其受到撞击，故D正确。 故选A。 5．（23-24九年级上·四川成都·期末）下图是某班级项目学习小组同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是 A．反应仓的药品可以是氯酸钾和二氧化锰 B．使用前，加湿仓应注满水 C．加湿仓类似于排水集气装置 D．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质 【答案】D 【详解】A、反应仓适用于固液不加热反应，氯酸钾和二氧化锰发生反应生成氧气，需要在加热条件下才能发生，反应仓的药品不用氯酸钾和二氧化锰，故说法错误，不符合题意； B、使用前，过渡仓如果注满水，由于氧气不易溶于水，氧气在排出时会带出一部分水被人体吸入，故说法错误，不符合题意； C、过渡仓的原理类似于湿化瓶，反应仓内产生的氧气，进入到过渡仓，过渡仓内的水对氧气有湿化的作用，与排水收集装置不同，故说法错误，不符合题意； D、过渡仓利用了氧气不易溶于水的物理性质，氧气在过渡仓被水湿化后排出，供人体呼吸，故说法正确，符合题意。 故选D。 （23-24九年级上·广东惠州·期中）项目学习小组在学习了实验室制氧气之后，查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管等设计并制作简易供氧器(如图)，其中药品A是过碳酸钠和二氧化锰的混合物(过碳酸钠遇水会生成H2O2)。回答下面小题。 6．生活用品可以代替一些化学仪器。本实验利用了塑料瓶、注射器、吸管等进行实验，在该实验中相关说法错误的是 A．塑料瓶相当于锥形瓶 B．吸管相当于导管 C．注射器相当于长颈漏斗 D．该装置可控制反应速率 7．有关氧气性质的叙述错误的是 A．氧气是一种无色无味的气体 B．硫在氧气中燃烧，生成有刺激性气味的气体 C．红磷在空气中燃烧，产生大量白烟 D．水中的鱼虾能自由生活说明氧气易溶于水 【答案】6．C 7．D 【解析】6．A、塑料瓶可装入较多液体，相当于锥形瓶，选项说法正确； B、吸管相当于导管，选项说法正确； C、注射器可控制液体的滴加速度，相当于分液漏斗，选项说法错误； D、装置中的注射器可控制液体的滴加速度，由此该装置可控制反应速率，选项说法正确； 故选：C。 7．A、氧气是一种无色无味的气体，选项说法正确； B、硫在氧气中燃烧，生成有刺激性气味的气体，选项说法正确； C、红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，选项说法正确； D、氧气可以供给呼吸，水中的鱼虾能自由生活说明水中溶有一定量的氧气，而氧气是不易溶于水的，选项说法错误； 故选：D。 8．下图是某班级项目学习小组的同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是 A．反应仓的药品可以是高锰酸钾 B．使用前，加湿仓应注满水 C．加湿仓类似于排水集气装置 D．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质 【答案】D 【详解】A、反应仓适用于固液不加热反应，氯酸钾和二氧化锰发生反应生成氧气，需要在加热条件下才能发生，故反应仓的药品不能用氯酸钾和二氧化锰，说法错误； B、使用前，加湿仓如果注满水，由于氧气不易溶于水，氧气在排出时会带出一部分水被人体吸入，造成危险，说法错误； C、加湿仓的原理类似于湿化瓶，反应仓内产生的氧气，进入到加湿仓，加湿仓内的水对氧气有湿化的作用，过程中不会排出加湿仓中的水，与排水收集装置不同，说法错误； D、加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质，氧气在加湿仓被水湿化后排出，供人体呼吸，说法正确； 故选D。 9．救治新冠患者需要氧气，制氧机制氧是一种途径。某品牌制氧机中有一包白色颗粒和一包黑色粉末， 白色颗粒成分为过碳酸钠(化学式为2Na2CO3·3H2O2，它是过氧化氢与碳酸钠的化合物，遇水后放出氧气)。某小组设计实验探究其制氧原理。 【探究一】 分别取等质量的白色颗粒和等体积的水加入a、b两支试管，再向b试管中加入黑色粉末。观察到a试管仅有少量气泡，b试管有大量气泡。 (1)黑色粉末起 作用。 (2)欲使a试管产生气泡加快，可加入___________ (填序号)。 A．CuSO4溶液 B．NaCl溶液 C．MnO2 【答案】(1)加快反应速率（合理即可） (2)AC 【详解】①对比a、b两支试管，黑色粉末加快了气泡的产生，黑色粉末起加快反应速率作用； ②欲使a试管产生气泡加快，则需要加入催化剂，能够催化过氧化氢的催化剂有硫酸铜、二氧化锰。 故选AC。 10．（23-24九年级上·福建三明·期末）为完成“了解家用制氧机”实践性作业，学习小组开展如下探究活动。 [活动一]了解实验室制氧原理 (1)用如图所示装置制备氧气。 ① 用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为 。 ② 用酒精灯给试管加热的操作是 。 ③ 从物质组成看，制取氧气的药品中都含有 。 [活动二]了解小型家用制氧机制氧原理 (2)某品牌家用“便携式制氧机”的制氧原理如图所示(内部结构透明)。 ① 将过碳酸钠和二氧化锰加入水中，过碳酸钠先分解，生成的H2O2再分解产生氧气。 H2O2分解的化学方程式为 。 ② 观察孔的作用是 。 ③ 与用高锰酸钾制氧气相比较，该方法更适宜家庭制氧的理由之一是 。 【答案】(1) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 先移动酒精灯给试管预热，再将酒精灯火焰对准药品加热 氧元素 (2) 观察氧气的产生速率等（合理即可） 不需加热，使用简便 【详解】（1）①高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑； ② 用酒精灯给试管加热的操作是先移动酒精灯给试管预热，再将酒精灯火焰对准药品加热； ③ 化学变化中元素的种类不变，从物质组成看，制取氧气的药品中都含有氧元素； （2）①过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：； ② 观察孔的作用是观察氧气的产生速率等； ③ 与用高锰酸钾制氧气相比较，该方法更适宜家庭制氧的理由之一是不需加热，使用简便。 1．（2024·山西吕梁·三模）化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。图甲为供氧器的工作原理，下列说法正确的是 A．制氧剂可能是高锰酸钾 B．反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置 C．图乙用作加湿过滤仓时，b管与病人相连 D．加湿过滤仓中水的作用之一是加快生成氧气的速率 【答案】B 【详解】A、高锰酸钾制氧气需要加热，根据图甲可知，该反应在常温下就可以进行，所以制氧剂不可能是高锰酸钾，故A错误； B、反应仓产生氧气，相当于实验室制取氧气的发生装置，故B正确； C、氧气密度比水小，则氧气应从b导管进入，a导管导出，所以与病人相连的是a管，故C错误； D、水不能加快氧气生成的速率，但可根据加湿过滤仓水中气泡的多少，观察氧气的输出速率，故D错误。 故选B。 2．（2024·山西忻州·三模）某兴趣小组在跨学科实践课上利用过碳酸钠(化学式为，加水会生成Na2CO3和H2O2)和二氧化锰制作了一台简易化学制氧机，如图所示。下列说法正确的是 A．该装置不能判断氧气生成的快慢 B．乙中多加水可以增大氧气在水中的溶解度 C．在实验过程中，二氧化锰作催化剂 D．产生的氧气可以用作燃料 【答案】C 【详解】A、该装置可通过产生气泡的速率判断氧气生成的快慢，不符合题意； B、乙中多加水不可以增大氧气在水中的溶解度，气体的溶解度受温度、压强等影响，不符合题意； C、在实验过程中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，在该反应中，二氧化锰是催化剂，可起到催化作用，符合题意； D、产生的氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能用作燃料，不符合题意。 故选C。 3．（23-24九年级上·安徽六安·期中）某化学兴趣小组对如下三个实验进行了探究： 【实验一】如图1是小组最终制成的简易制氧机成品，小组使用实验室常见制氧药剂，将一种白色粉末和黑色粉末的混合物装填在制氧机中。    回答下列问题： (1)写出该制氧机内发生反应的文字表达式： 。 (2)撞击火帽的目的是为了 。 【实验二】混制“富氧空气” (3)用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶（集气瓶容积为）氧气体积分数为的“富氧空气”，可使用图2所示装置，先在如图装置中装满水，再从导管 （填“a”或“b”）通入氮气，排出 水，然后再通入氧气排出水。 【实验三】探究二氧花锰、氧化铜对过氧化氢分解的催化效果，设计了如下对比实验：    (4)图3实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的原因是 。 (5)分析图4图像，根据 （写出比较的量），能得到二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 。 (6)图4中时间段反应速率逐渐变 （填“快”或“慢”），可能的原因是 。 【答案】(1) (2)升高温度 (3) b 120 (4)反应放热 (5) 时间 氧化剂不能改变生成物的质量 (6) 慢 过氧化氢溶液浓度减小 【详解】（1）制氧机中装入的药品为白色粉末和黑色粉末的混合物，而氯酸钾为白色粉末，二氧化锰为黑色粉末，氯酸钾在二氧化锰催化并加热条件下生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为：。 （2）撞击火帽，是为了使温度升高。 （3）由于气体密度比水小，则当装置装满水时，则气体应从b端通入； 若想收集氧气体积分数为 40% 的“富氧空气”，且氧气的体积为80mL，则氮气的体积为。 （4）U形管内红墨水液面左低右高，说明左边压强偏大，则说明反应放热。 （5）由图可知，加入二氧化锰时，收集相同气体所需时间较短，则说明二氧化锰催化效果更好； 且两个反应中生成的氧气质量相同，则说明催化剂不能改变生成物的质量。 （6）由图可知，反应过程中反应速率逐渐变慢，是因为过氧化氢溶液浓度减小。 4．（2023九年级下·江西·学业考试）“便携式制氧器”可以为处于缺氧环境或高浓度有毒有害气体环境的人及时提供氧气。某化学社团的同学对“便携式制氧器”进行了研究性学习。 【任务一】 (1)了解原理：图1为“便携式制氧器”的工作原理示意图。甲剂是过碳酸钠(Na2CO4)，溶于水时，生成碳酸钠和过氧化氢；乙剂是二氧化锰。甲剂与乙剂在反应舱内发生化学反应产生氧气。写出过碳酸钠与水反应的化学方程式： 。乙剂能加快制取氧气的速率，且反应前后其 均不变，属于该反应的催化剂。 【任务二】制取氧气： (2)图2中仪器①的名称是 。 (3)若在实验室中用甲剂和乙剂制取氧气，可从图2中选择的发生装置是 (填序号)，检验氧气的方法是 。 【任务三】 (4)健康吸氧：“便携式制氧器”反应舱内产生的氧气经过加湿过滤舱后变得更湿润。利用图2中的装置C和D，也可收集到湿润的氧气，其连接顺序是氧气发生装置→___________(填序号)。 A．a→b→c→d B．b→a→c→d C．c→d→a→b D．d→c→a→b 【任务四】 (5)拓展延伸：市面上有多种家用制氧机，其中分子筛制氧机的工作原理是：利用分子筛，在加压时将空气中的氮气吸附，从而得到高纯度的氧气。该制氧机制氧气属于 变化。 【答案】(1) Na2CO4+H2O=Na2CO3+H2O2 质量和化学性质 (2)试管 (3) B 将带火星的木条伸入集气瓶，木条复燃，即为氧气 (4)C (5)物理 【详解】（1）过碳酸钠与水反应生成碳酸钠和过氧化氢，反应的化学方程式为； 催化剂能改变反应速率，但反应前后，其质量和化学性质不变。 （2）由图可知，仪器①为试管。 （3）由于过碳酸钠和二氧化锰的反应为固液常温反应，则发生装置选B； 检验氧气时，可将带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，则说明为氧气。 （4）若想收集较湿润的氧气，可先将氧气从水中通过再收集，则先D后C，直接将氧气通入水中，可使氧气与水充分接触，且氧气密度比空气大，用C收集时，气体应从a口通入，则连接顺序为发生装置→c→d→a→b，故选C。 （5）分子筛制氧机制取氧气的过程中没有新物质生成，只是将氧气从中分离出来，则属于物理变化。 5．某化学兴趣小组同学以“制取氧气”为主题开展项目式学习。 【任务一】实验室制取氧气    (1)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，该反应的文字表达式是 。 (2)若要收集较纯净的氧气，应从C、D、E装置中选用 装置，当观察到 时表明氧气已收集满。 (3)若用F装置收集氧气，氧气应该从 导管口处通入。 【任务二】家庭制取氧气 该小组调查得知，某款家用制氧机是利用过碳酸钠和二氧化锰同时加入水中来制取氧气。同学们利用生活中简单的材料制作了便于携带的简易制氧器，如图所示。先在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰(已知：过碳酸钠易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢)。    (4)写出反应仓中过氧化氢生成氧气的文字表达式 。 (5)加湿仓中的水除了有润湿氧气的作用外，还可以起到的作用是 。 (6)验证加湿仓导出的气体为氧气的方法是 。 (7)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图1中选用的气体发生装置是 (填字母序号)。 【任务三】工业制取氧气 (8)在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液氧和液氮的沸点不同，氮气首先蒸发出来，剩下的主要是液氧。此过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。 【答案】(1) (2) E 气泡从瓶口向瓶外冒出 (3)a (4) (5)观察氧气生成的速率或降低氧气温度 (6)带火星的木条放在导气管口，木条复燃，则为氧气 (7)A 【详解】（1）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，所以该方法制取氧气的文字表达式是； （2）收集叫纯净的氧气应该用排水法收集氧气，所以收集装置选择E，排水法收集氧气，当观察到瓶口有气泡向瓶外冒出时，表明氧气已经集满； （3）氧气的密度比空气大，用F装置收集氧气，氧气应该在下端导管口进来，所以氧气从a导管口通入； （4）过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的文字表达式是 （5）氧气不易溶于水，加湿仓中的水除了有润湿氧气的作用外，还可以通过气泡观察氧气生成的速率，或者降低氧气温度； （6）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，验证加湿仓导出的气体为氧气的方法是带火星的木条放在导气管口，木条复燃，则为氧气 （7）用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，反应物状态是固体和液体，反应条件是常温，则应选固液常温型装置，所以发生装置选择A； （8）工业制氧气是利用液氧比液氮的沸点高，氮气首先蒸发出来，剩下的主要是液氧，过程中没有新物质生成，所以过程属于物理变化。 6．（2024·安徽合肥·模拟预测）化学是一门以实验为基础的学科，请结合图示回答问题： (1)仪器①的名称为 。 (2)实验室制取的CO2中含有少量的水蒸气，可用 (填干燥剂的名称)进行干燥。 (3)F为铁丝在氧气中燃烧的实验，集气瓶底部放少量水的作是 。 (4)近几年，制氧机需求旺盛，市场上出现多种类型的制氧机。 ①图甲是某品牌制氧机的工作原理示意图，第一步在反应仓中加入水和粉末状过碳酸钠(2Na2CO3⋅3H2O2)，发生反应的方程式为2Na2CO3⋅3H2O2=2Na2CO3+3H2O2；第二步加入粉末状二氧化锰，即可产生氧气，该步反应的化学方程式为 。 ②图乙是某家庭制氧机上的湿化瓶装置，下列关于该装置说法不正确的有 (填字母序号)。 A．b导管连接制氧机 B．若b端的塑料管发生堵塞，注水管液面会上升 C． 该瓶可以观察氧气产生的速率 【答案】(1)锥形瓶 (2)浓硫酸 (3)防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶 (4) A 【详解】（1）仪器①的名称为锥形瓶； （2）浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反应，可用浓硫酸干燥二氧化碳气体； （3）铁燃烧放出大量热，生成物的温度较高，F为铁丝在氧气中燃烧的实验，集气瓶底部放少量水，防止生成的高温熔融物溅落，炸裂集气瓶； （4）①过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，化学方程式为：； ②A、若b导管连接制氧机，制氧机产生氧气使得装置中压强增大，水会从a口流出被人吸入，根据人需要吸入氧气，氧气不易溶于水，该装置中应a导管连接制氧机，可以湿润氧气，且可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率，说法不正确； B、b导管应连接病人吸氧的塑料管，若吸氧的塑料管发生堵塞，氧气不能排出，装置内压强增大，将水压入注水管，则注水管液面会上升，说法正确； C、该装置中a导管可连接制氧机，氧气不易溶于水，可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率，说法正确； 故选：A。 7．（2024·辽宁锦州·二模）实验是学习化学的重要途径。 Ⅰ、下列装置常用于实验室制取气体，请根据所学知识回答下列问题： (1)实验室采用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，发生反应的化学方程式为 ，若改用高锰酸钾制取氧气，装置A中试管口应 。 (2)实验室制取二氧化碳所用的固体药品名称是 ，若用装置D收集CO2，则CO2气体应从 （选填“b”或“c”）端口进入。 (3)实验室常用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，锌能置换出稀硫酸中氢元素是因为 。若用E装置干燥氢气，则H2应从 （选填“m”或“n”）端口通入。 Ⅱ、兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图2所示。制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入A、B两种物质，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导管口有气泡冒出。 温馨提示：A是过碳酸钠白色固体，成分为2Na2CO3•3H2O2，加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。B是二氧化锰黑色粉末。 (4)反应仓中H2O2生成氧气的化学方程式为 ，过滤仓中的水除了有过滤加湿氧气的作用外，还可以起到的作用是 （答出一条即可）。 (5)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法： 。 (6)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图1中可选用的气体发生装置是 （填字母序号），若用C装置收集一瓶较为纯净的氧气，则收集的时机是 。 【答案】(1) 放一团棉花 (2) 大理石/石灰石 b (3) 锌比氢活泼 m (4) 2H2O22H2O+O2↑ 观察氧气的产生速率 (5)将带火星的木条放在过滤仓导管口，若木条复燃，说明导出气体为氧气 (6) B 导管口有连续气泡冒出 【详解】（1）实验室采用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，氯酸钾在二氧化锰催化并加热的条件下反应生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：；改用高锰酸钾制取氧气，为了防止加热时固体粉末进入导管，装置A中试管口应放一团棉花； （2）实验室制取二氧化碳所用的固体药品名称是大理石或石灰石，二氧化碳的密度比空气大，若用装置D收集CO2，则CO2气体应从b端口进入； （3）实验室常用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，锌能置换出稀硫酸中氢元素是因为锌比氢活泼；浓硫酸具有吸水性，且与氢气不反应，为了使氢气与浓硫酸充分接触，若用E装置干燥氢气，H2应从m端口通入； （4）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑；氧气不易溶于水，会在水中产生气泡，过滤仓中的水除了有过滤加湿氧气的作用外，还可以起到的作用是观察氧气的产生速率； （5）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，验证过滤仓导出的气体是氧气的方法将带火星的木条放在过滤仓导管口，若木条复燃，说明导出气体为氧气； （6）在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气为固液常温型反应，则从图1中可选用的气体发生装置是B；用排水法收集氧气的最佳时机是等到装置内的空气被排出后，导管口气泡连续均匀冒出时。 8．（2024·广东深圳·三模）I．如图是实验室气体制取、净化、干燥等常用装置图，请回答下列问题。 (1)请写出图中标号a的仪器名称 。 (2)实验室用加热固体混合物的方法制氧气，反应的化学方程式为 。 (3)实验室制取并收集可选择的装置组合是 (填字母序号)。写出用澄清石灰水检验的化学方程式 。 Ⅱ.跨学科实践活动：二氧化碳自动补给装置 (4)兴趣小组根据简易制氧机的制取气体原理，还能进一步发明与生活相关的装置，并设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置。由图可推知，二氧化碳是否产生与A瓶内的 (填“压强”或“温度”)有关。 (5)为了水草更好的生长，确保二氧化碳能够充分溶入水中，最好将导管口放置于鱼缸 的位置(填“1”“2”或“3”)。 【答案】(1)长颈漏斗 (2)2KClO32KCl+3O2↑ (3) BD CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O (4)压强 (5)3 【详解】（1）图中标号a的仪器名称是长颈漏斗。 （2）实验室用加热固体混合物的方法制氧气，且试管口没有放棉花团，则是用氯酸钾制取氧气，反应的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑。 （3）实验室用大理石或石灰石、稀盐酸制取二氧化碳，选择固液常温型发生装置B，二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，二氧化碳的密度比空气的密度大，可用向上排空气法收集，选择收集装置D，所以实验室制取并收集CO2可选择的装置组合是BD。澄清石灰水是氢氧化钙溶液，与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀、水，所以用澄清石灰水检验CO2的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。 （4）兴趣小组根据简易制氧机的制取气体原理，还能进一步发明与生活相关的装置，并设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置。由图可推知，关闭气量调节阀，二氧化碳气体不能排出，A瓶内气体增多，压强变大，稀盐酸被压进长颈漏斗中与大理石脱离，反应停止，打开气量调节阀，二氧化碳气体排出，A瓶内压强变小，稀盐酸进入A瓶内与大理石接触，反应发生。所以二氧化碳是否产生与A瓶内的压强有关。 （5）为了水草更好的生长，确保二氧化碳能够充分溶入水中，最好将导管口放置于鱼缸3的位置，使二氧化碳与水充分接触。 9．（2024·广西贺州·三模）某化学学习小组以“气体的制备”为主题开展跨学科实践活动，请回答下列问题： (1)仪器a的名称是 。 (2)甲同学选择气体的发生装置，若选择装置A制取，反应的化学方程式为 ；若选择装置B制取，所用的药品为 ，发生装置C相对于B的优点是 。 (3)乙同学选择气体的收集装置，若选择装置 (填字母)既可以收集，也可以收集。 (4)丙同学通过查阅资料，利用实验室的药品和生活中的材料自制“制氧机”，装置如下图： 【资料】过硫酸钠()与水反应可以生成和。 【操作】在大塑料瓶和小塑料瓶中加入水，然后再往大塑料瓶中加入过硫酸钠。 【现象】大塑料瓶瓶壁温热，瓶内产生气泡，与输液管相连的小塑料瓶也有气泡冒出。 【评价】 ①小塑料瓶中装水的目的是 。 ②反应一段时间后，检验鼻氧管出气孔处有的操作是 。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) 石灰石（或大理石）与稀盐酸 可以控制反应的发生和停止 (3)F (4) 观测生成氧气的速率，湿润氧气 将带火星的木条放于出气孔，若木条复燃，说明有 【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是：长颈漏斗； （2）A装置适用于固体加热反应制取气体，且试管口有一团棉花，适用于加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：； 实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳； 与B装置相比，C装置可将固体置于多孔塑料片上，关闭弹簧夹，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，气体导出，固液接触，反应开始，故优点是：可以控制反应的发生和停止； （3）氢气难溶于水，密度比空气小，可用排水法或向下排空气法收集，收集装置可选E或F，氧气不易溶于水，密度比空气略大，可用排水法或向上排空气法收集，收集装置可选D或F，故选择装置F既可以收集氢气，也可以收集氧气； （4）①小塑料瓶中装水的目的是：通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率，同时可以湿润氧气； ②氧气具有助燃性，反应一段时间后，检验鼻氧管出气孔处有 O2 的操作是将带火星的木条放于出气孔，若木条复燃，说明有O2。 10．（2024·山东烟台·二模）实验室制取气体并验证其性质的思路可从原理、装置和检验等方面进行分析。 (1)图1中欲使稀盐酸与石灰石接触，需要进行的操作是 ，此时装置A中发生反应的化学方程式为 。 (2)利用装置D验证二氧化碳的性质，一段时间后，观察到b处棉花不变色，a、c处棉花变红，且c处棉花先变红，说明CO2的物理性质是 。 (3)若实验过程中观察到装置D 中b处棉花也变红，可能的原因是 （写出一种），请写出对应的改进措施 。 (4)图2是一台简易制氧机，A瓶中装有“茶垢净”（遇到热水后会产生氧气）、二氧化锰和水，氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出，供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目 。 【答案】(1) 打开分液漏斗的活塞，滴入一定量的H2O2溶液后关闭 2H2O22H2O＋O2↑ (2)密度比空气大 (3) 装置C产生的CO2含有水蒸气 在C、D之间加一个盛有浓硫酸的洗气瓶 (4)可以观察输出氧气的速率/湿润氧气/净化气体（合理即可） 【详解】（1）装置A中生成的氧气不易溶于水且不与稀盐酸反应，进入装置B使装置B中压强增大，将稀盐酸压人装置C中，故使稀盐酸与碳酸钙接触，可以打开分液漏斗活塞，滴入一定量的过氧化氢溶液后关闭分液漏斗活塞；A中过氧化氢在二氧化锰催化的条件下反应生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O22H2O＋O2↑； （2）二氧化碳能使湿润的紫色石蕊试纸变红，c先变红，说明二氧化碳密度比空气大； （3）b棉花变红的原因可能为：装置C产生的二氧化碳中含有水蒸气；可在C，D之间加一个盛有浓硫酸的洗气瓶，干燥生成的二氧化碳气体； （4）A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水，氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出，供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是净化气体（或观察产生气体的速度）。 11．（2024·贵州黔东南·一模）综合运用化学、技术、工程知识，能提升我们解决实际问题的本领。 (1)利用图1装置制取气体。 ①实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为 。可选取的制取装置为 (填字母序号)，试管口放置 以防止加热时固体粉末进入导管。 ②实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳选择的发生装置是 ；选择装置C收集二氧化碳，判断收集满的方法是 。 (2)小明发现家里的化学制氧机是用双氧水和二氧化锰做药包制氧气的。于是根据说明书上的“内桶模型图”制作了一个微型模拟制氧机，如图2所示。 在实践的过程中，他认识到过滤加湿仓的作用。请分析他的推断所依据的现象： 过滤加湿仓的作用 依据的现象 降温 A瓶： 观察氧气生成的速率 B瓶： 【答案】(1) AC/AE 一团棉花 B 将燃着的木条放在集气瓶瓶口处，若木条熄灭，则证明已集满 (2) 外壁发热 气泡产生的速率 【详解】（1）①实验室用高锰酸钾加热制取氧气，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应化学方程式：； 该反应条件需要加热，可选取的发生装置A，氧气密度比空气略大，不易溶于水，收集装置可以选择C或E，故制取装置为AC或AE； 试管口放置棉花，防止加热时固体粉末进入导管； ②实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，不需要加热，选择的发生装置是B；二氧化碳不可燃也不支持燃烧，选择装置C收集二氧化碳，判断收集满的方法是将燃着的小木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳收集满； （2）过滤加湿仓起到降温的作用，说明A瓶温度降低，依据的现象是A瓶：温度降低；观察氧气的生成速率，可以通过B瓶长导管冒出气泡的速率判定，依据的现象：B瓶长导管冒出气泡的速率。 12．（2024·云南大理·模拟预测）化学是一门以实验为基础的学科，请结合图示回答问题： (1)仪器①的名称为 。 (2)甲烷是密度比空气密度小，极难溶于水的气体，实验室常用无水醋酸钠和碱石灰两种固体混合物加热制取甲烷气体。实验室预制备较纯的甲烷气体，应选择的发生装置和收集装置为 （填字母序号）。 (3)请写出实验室利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式 ，制取的CO2中含有少量的水蒸气，可用 （填干燥剂）进行干燥。 (4)F为铁丝在氧气中燃烧的实验，集气瓶底部放少量水的作用是 。 (5)近几年，制氧机需求旺盛，市场上出现多种类型的制氧机。 ①图甲是某品牌制氧机的工作原理示意图，第一步在反应仓中加入水和粉末状过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2），发生反应的方程式为；第二步加入粉末状二氧化锰，即可产生氧气，该步反应的化学方程式为 。 ②图乙是某家庭制氧机上的湿化瓶装置，下列关于该装置说法不正确的有 （填字母序号）。 A．b导管连接制氧机 B．若吸氧的塑料管发生堵塞，注水管液面会上升 C．该瓶可以观察氧气产生的速率 【答案】(1)锥形瓶 (2)B、E (3) 浓硫酸 (4)防止高温熔融物掉落使集气瓶炸裂 (5) A 【详解】（1）仪器①的名称为锥形瓶； （2）实验室常用无水醋酸钠和碱石灰两种固体混合物加热制取甲烷气体，该反应为固体加热型，发生装置可选择A，排水法收集的气体较排空气法纯净，甲烷难溶于水，可选择E排水法收集较纯的甲烷气体，故实验室预制备较纯的甲烷气体，应选择的发生装置和收集装置为AE；　　　　　　　　　　　　　 （3）石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为：； 浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反应，可用浓硫酸干燥二氧化碳气体； （4）铁燃烧放出大量热，生成物的温度较高，F为铁丝在氧气中燃烧的实验，集气瓶底部放少量水，防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶； （5）①过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，化学方程式为：； ②A、若b导管连接制氧机，制氧机产生氧气使得装置中压强增大，水会从a口流出被人吸入，根据人需要吸入氧气，氧气不易溶于水，该装置中应a导管连接制氧机，可以湿润氧气，且可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率，说法不正确； B、b导管应连接病人吸氧的塑料管，若吸氧的塑料管发生堵塞，氧气不能排出，装置内压强增大，将水压入注水管，则注水管液面会上升，说法正确； C、该装置中a导管可连接制氧机，氧气不易溶于水，可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率，说法正确。 故选A。 13．（23-24九年级上·内蒙古鄂尔多斯·期中）小鑫同学在实验室用以下装置制取氧气，请回答下列问题： (1)写出仪器①的名称 。 (2)用此法制取一瓶干燥的氧气，应选择的装置组合是 （填字母序号）。 (3)写出这种制取氧气的符号表达式 。 (4)他制作了一台简易“制氧机”，如图，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠，B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠加水溶解会分解生成和。用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得很热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 ①反应仓中生成氧气的符号表达式是 。 ②验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是 。 【答案】(1)锥形瓶 (2)AD或BD (3)或或 (4) 带火星的木条放在出口，若木条复燃，则为氧气 【详解】（1）根据仪器形状可知，仪器①的名称为锥形瓶。 （2），制取氧气的发生装置可以为固体加热型或固液常温型，排空气法收集气体更干燥，氧气密度大于空气，可用向上排空气法收集，选择装置D，制取一瓶干燥的氧气，应选择的装置组合是AD或BD。 （3）若用高锰酸钾制氧气，符号表达式为；若用氯酸钾制氧气，符号表达式为，若用过氧化氢溶液制氧气，符号表达式为。 （4）①反应仓是利用过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，符号表达式是。 ②氧气具有助燃性，验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是带火星的木条放在出口，若木条复燃，则为氧气。 14．（22-23九年级上·辽宁沈阳·期末）如图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置，请按要求回答下列问题： (1)写出仪器①的名称： 。 (2)实验室制取二氧化碳常选用的发生装置和收集装置是 （填字母），反应的化学方程式为 ；检验二氧化碳集满的方法是 。 (3)选用装置A制氧气，反应的化学方程式是 ，试管口塞一团棉花的作用是 ；用E收集氧气的优点是 。 (4)氧烛是一种简易制氧机。它体积小、重量轻，贮存期长，产氧量大，适用于在缺氧环境急救。有以下几种制氧剂，根据提供的信息选择一种适合氧烛的制氧剂。 制氧剂 使用过程中存在的问题 过氧化氢 液体，有一定腐蚀性或刺激性。易分解，需避光，不易控制 过氧化钙 固体，与水反应缓慢、持续释放氧气 氯酸钠 固体，在催化剂的作用下，加热分解持续快速释放氧气 你选择的制氧剂是 ，理由是 。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) BD/DB CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O 将燃着的木条放到集气瓶口，如果熄灭说明已经满了 (3) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 防止固体粉末进入导管 收集的氧气更纯净 (4) 氯酸钠 持续快速释放氧气，贮存期长，且固体的重量轻、体积小 【详解】（1）由图可知①是长颈漏斗； （2）实验室中制取二氧化碳常用大理石和稀盐酸反应来制取，药品的状态为：固体+液体，反应条件为：不需要加热，所以应该选择B装置来制取二氧化碳气体，二氧化碳密度比空气大，能够溶于水，所以应该选择D装置来收集二氧化碳；反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O；因为二氧化碳不支持燃烧，所以检验二氧化碳集满的方法是：将燃着的木条放到集气瓶口，如果熄灭说明已经满了； （3）高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，试管口塞一团棉花的作用是防止固体粉末进入导管，E是排水法，用E收集氧气的优点是收集的氧气更纯净。 （4）因为过氧化氢易分解，需避光，不易控制的缺点，氧烛需要的贮存期长，它不能符合其需求； 过氧化钙与水反应缓慢，不适用于在缺氧环境急救，它不能符合其需求； 氯酸钠在催化剂的作用下，加热分解可以持续快速释放氧气，符合氧烛需求。 故选氯酸钠，因为它可以持续快速释放氧气，贮存期长，且固体的重量轻、体积小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$