跨学科实践活动2 基于特定需求设计和制作简易供氧器-【提分教练】2024-2025学年新教材九年级化学上册同步精导优化与设计方案（鲁教版2024）

化学九年级上册 跨学科实践活动2：基于特定需求设计和制作简易供氧器 1.项目学习小组查阅了相关资料，利用塑料 密封盖 瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作了一 种简易供氧器，如图所示，其中试剂A是过 碳酸钠，遇水会分解出H,O2,试剂B是一 制氧剂 种黑色粉末状催化剂，下列与制作简易供氧 反应仓 加湿过滤仓 父 器项目有关的说法错误的是 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 ·供给呼吸 装置 C.图乙用作加湿过滤仓时，b管与病人相连 知 D.加湿过滤仓中水的作用之一是加快生成 A.乙瓶是利用氧气不易溶于水的原理，使 氧气的速率 氧气湿润 4.生活中某种便携制氧机利用了“分子筛”技 B.该装置不能判断氧气排出的快慢 术。“分子筛”技术是利用其内部均匀微小 C.试剂B可能为MnO 孔径把空气中的氧分子吸人孔穴而与其他 D.设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环 分子分离，从而获得高浓度的富氧空气。制 保等因素 氧过程的微观示意图如图所示（空气中其他 2.某种简易制氧装置的示意图如图所示，其原 成分忽略不计)。 理是通过撞击火帽触发启动装置产生热量， 0000 00氮分子 使产氧药剂分解而持续释放氧气。下列说 0o80060 钟氧分子 法不正确的是 () 分子 火指氧气出口 宫氧空气”。 过滤层 (1)图示过程中的变化属于 (填“物 月动 装 产氧约剂 理”或“化学”)变化。该制氧机制得的“氧 外克 气”属于 (填“纯净物”或“混合 A.装置中过滤层的作用是净化氧气 物”)。 B.产氧药剂由含氧物质组成 (2)由“分子筛”原理可推测，N2分子的直径 C.因为氧气的密度比较大，所以使用时装 (填“大于”或“小于”)O2。 置必须倒置 (3)将通过“分子筛”的气体收集在集气瓶 D.氧气的作用是供给呼吸 中，证明瓶中收集到的气体是富氧空气的方 3.化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧 法为将带火星的木条 ,若 器”的实践活动。图甲为供氧器的工作原 ,则收集到的气体是富氧 理，下列说法正确的是 空气。 56 第四单元我们周围的空气 5.化学氧自救器是人在缺氧环境或在高浓度 ①化学氧自救器工作时，吸气温度随着时间 有毒、有害气体环境中使用的一种安全防护 升高的原因是 装置。图甲是化学氧自救器的示意图，其供 ②结合图乙、图丙分析，选择循环式气路结 氧装置主要由“初期生氧器”和“生氧罐”组 构的优点是 成，同学们对其工作原理进行了探究。 6.图甲为某款家用制氧机结构示意图，它利用 1具 过碳酸钠(2Na,CO,·3H,O,)和二氧化锰 (体通通 川发器 同时加人水中制取氧气。过碳酸钠易溶于 制氧烈 水，遇水分解为Na,CO2和H2O2,制氧过程 生氧梯 中的反应为： 【查阅资料】I.超氧化钾(KO,)是一种黄色 MnO. 2(2NaC)3·3HO,) =4Na,CO+ 固体。 Ⅱ.超氧化钾能分别与水、二氧化碳反应，与 6HO十3O2◆，该反应为放热反应。 水反应生成白色氢氧化钾固体和氧气，与二 加湿仓反应仓 观察官 氧气流向 氧化碳反应生成白色碳酸钾固体和氧气。 水位缇 (1)该化学氧自牧器在工作初期，内部独立 的“初期生氧器”首先启动，以解决初期供氧 (1)观察窗的作用是 不足的问题。“初期生氧器”主要依靠二氧 (2)加湿仓的作用是 化锰催化氯酸钾制氧，引发器可产生一定温 (3)制氧机的制氧说明（部分）见下表，其中 度，同时生成物还有氯化钾，则反应的文字 A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 表达式为 配方 平均供氧量 供氧时 (2)人在使用化学氧自救器时，反应物水、二 A剂 B剂 编号 毫升/分钟)间（分钟） 氧化碳来源于 ,工作一段时间 配方 1袋 1袋 ≥320 ≥15 后，观察到生氧剂由 (填颜色 变化)，说明生氧剂基本失效。 配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25 (3)请根据反应原理推测化学氧自救器能在 配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15 高浓度有毒、有害气体环境中使用的原因是 ①A剂的成分是 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进 (4)(数字化实验)常见的化学氧自救器的气 行吸氧，应选择的最佳配方是 路结构有往复式和循环式两种，在相同条件 : 下，以等量超氧化钾作生氧剂，测得两种不 (4)学习小组利用身边物品自制了如图乙所 同气路结构的吸气温度变化如图乙所示，氧 示的简易供氧器。与真实产品的对比中，下 气体积分数变化如图丙所示。 列观点不正确的是 (填字母)。 般吸气渊应/： 99 0,体积分数% A.产氧和洗气装置组合不需考虑一体化 律复式 设计 船环式 B.内部气体流向采用高进低出方式 05101520253035时间/mim 0310132023033时间/mi C,特定需求是选择制氧方法的重要依据解析:(2)用A装置制取氧气的药品是过氧化氢 溶液和二氧化锰,反应的文字表达式为过氧化 氢 二氧化锰 →水+氧气 。(3)实验室用高锰酸钾 制取氧气,反应需要加热,故选D装置作为发生 装置;要收集较纯净的氧气,应用排水法收集, 故收集装置应选F或G装置。(4)由于氧气不 易溶于水,且密度比水小,所以应在G装置的b 端通入氧气,水从a端排出,所以G装置的a端 与量筒连接。(6)分析曲线a、b可知,两者的区 别在于平菇的质量不同,所以催化剂的质量是 影响化学反应速率的因素。 提升训练 1.B 2.D 3.A 4.D 5.A 6.C 7.B 8.D 9.C 10.(1)双氧水的浓度 排水 其他条件相同时, 双氧水的浓度越大,反应速率越快 (2)不同意,实验①和③中双氧水的浓度不同 (3)向两试管中分别加入等体积、等浓度的双 氧水,再向其中加入等质量的同种催化剂,将 两试管置于不同的温度下,比较不同温度下收 集等体积的氧气所需时间的多少(合理即可) 解析:(1)对比实验①和②可知,在其他条件相 同时,两实验所选用的双氧水的浓度不同,因 此可探究双氧水的浓度对反应速率的影响;为 准确测定双氧水分解的速率,最好采用排水法 收集等体积的氧气比较所需时间的多少;若观 察到实验②收集等体积的氧气所需时间比实 验①少,可以得出其他条件相同时,双氧水的 浓度越大,反应速率越快的结论。(2)对比实 验①和③可知,双氧水的浓度不同,因此无法 探究催化剂的种类对反应速率的影响。 11.(1)酒精灯 铁架台 (2)BC(或BE) 过氧化氢 二氧化锰 →水+氧气 (3)C 有大气泡从集气瓶瓶口冒出 (4)A D 12.(1)铁架台 水槽 (2)A 在试管口放一团棉花 高锰酸钾 加热 → 锰酸钾+二氧化锰+氧气 (3)刚排出的气体混有空气,加热后立即收集 会使收集到的氧气不纯 (4)将带火星的木条 靠近集气瓶口上方,木条复燃,则满 跨学科实践活动2:基于特定需求 设计和制作简易供氧器 1.B 2.C 3.B 4.(1)物理 混合物 (2)大于 (3)伸入集气瓶 中 木条复燃 5.(1)氯酸钾 二氧化锰 加热 →氯化钾+氧气 (2)呼吸作 用 由黄色变为白色 (3)超氧化钾作为制氧 剂,水可存放在生氧器中,人体呼吸会产生二氧 化碳,不需要外来气体参与反应,所以可在高浓 度有毒、有害气体环境中使用(合理即可) (4)①反应放出热量 ②吸气温度低,比较安全 (合理即可) 6.(1)观察产生气体的快慢 (2)洗气,使氧气具 有一定的湿度 (3)①过碳酸钠 ②三 (4)A 第五单元 定量研究化学反应 第一节 化学反应中的质量守恒 自主预习 1.质量总和 化学反应 质量总和 2.化学 密闭 3.分子分解为原子,原子重新组合成新的分子 总质量 种类 质量 种类 数目 质量 物 质种类 分子种类 分子数目 化合价 巩固训练 1.D 2.B 3.B 4.C 5.B 6.(1) (2)氢分子和氧分子 (3)由两种分子生成了一种分子 (4)Na+(合理即可) 提升训练 1.C 由质量守恒定律可知,化学反应前后碳原子 和氧原子的数目不变,反应前 m 个一氧化碳分 子中有m 个碳原子,m 个氧原子;n个氧分子中 有2n个氧原子,故充分反应后容器中有m 个碳 原子,(m+2n)个氧原子,两者个数比为 mm+2n , 故选C。 2.C 3.A 4.A 5.D 6.B 7.D 8.A 9.(1)Mg+O2 点燃 →MgO (2)不同意 根据质量守恒定律可知参加反应 的镁条和氧气的质量总和等于生成的氧化镁的 质量,所以生成的氧化镁的质量大于反应的镁 条的质量 (3)【实验探究】实验操作:取少量的黄色固体放 入试管中并加入少量的水,然后在试管口放一 张湿润的红色石蕊试纸 实验现象及结论:湿润的红色石蕊试纸变为蓝 色,说明该黄色固体为 Mg3N2 【反思与交流】因为氧气的化学性质比氮气更活 泼,镁条更容易与氧气发生反应 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —34—