跨学科实践活动3 基于绿色化学探究实验室制氧气的原理-【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3：基于绿色化学探究实验室制氧气的原理 1.“绿色化学”是一门能彻底阻止污染产生的 4.某兴趣小组开展“自制简易家庭制氧机”的 科学，它包括“绿色生产”和“绿色销毁”等内 跨学科实践活动。目前市场上常见的制氧 容。2022年绵阳市在整顿雨衣雨伞市场活 机有两种：便携式制氧机和氧烛。 动中，查获了一批伪劣产品，并进行了“绿色 活动一：选择制氧试剂 销毁”。以下做法属于“绿色销毁”的是 (1)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 A.泼上汽油焚烧 B.倾倒人大海中 境急救。有以下几种制氧剂，根据提供的信 C.深埋于土中 息选择一种适合氧烛的制氧剂。 D.碾压粉碎后回收再利用 制氧剂 使用过程中存在的问题 2.珍惜环境，保护资源是每一位泉城公民应尽 的义务。下列做法中，不符合“建设美丽泉 液体，有一定腐蚀性或刺激性。 城，保护生态环境”这一理念的是 过氧化氢 ( 易分解，需避光，不易控制 A.增加绿化面积，建设花园城市 B.焚烧废旧塑料，解决白色污染 固体，与水反应缓慢、持续释放 C.骑行共享单车，倡导绿色出行 过氧化钙 氧气 D.生活垃圾分类，提高资源利用 3.有六种途径可以制得氧气，如图所示： 固体，在催化剂的作用下，加热 氯酸钠 过氧 高锰 分解，持续快速释放氧气 化氯 酸钾 你选择的制氧剂是 ,理由是 氯酸饥 氧气 水 (2)市场上销售的便携式制氧机的主要原料 凡化汞 空气 般是过氧化氢溶液或过碳酸钠固体（过碳 酸钠固体溶于水后能发生反应生成碳酸钠、 (1)写出反应A的化学方程式： 水和氧气，且该反应放热)。不采用高锰酸 钾分解制氧气的原因可能是 (2)B基本反应类型是 (3) (填序号)途径发生的是物 【查阅资料】常温常压下生成150mL的氧 理变化。 (4)为了使F更快地制取氧气，还需要加入 气，以5%的过氧化氢溶液为制氧剂需要 9.1mL:以过碳酸钠为制氧剂需要1.41g。 (5)根据“绿色化学”理念， (填 【实验方案】利用如图1装置设计如下表实 序号)途径是实验室制氧气的最佳方法。 验并记录0~20min内量筒中水的体积。 0 品 第五单元定量研究化学反应 A.观察氧气生成速率 注射器 B.降低吸入氧气温度 C.加快氧气生成速率 图1 罐 锥形瓶中药品 注射器中药品 反应装置洗气装置 图3 9.1mL5%过 实验10.2g二氧化锰 活动三：成果交流展示 氧化氢溶液 (6)小组的同学们将自制简易家用制氧机在 1.41g过碳酸钠 原版本的基础上经历了如图4所示的迭代 实验2 和0.2g二氧 定体积的水 优化，请写出改进后装置的一个优点： 化锰 (3)检查图1装置气密性时，先堵住末端导 管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开 手后，活塞回到原位置，说明装置气密性 反应 洗气 反应洗气 反应洗气 装置 装置 装置装雀 装置装置 1.0版 2.0版 3.0版 (4)依据如图2所示实验结果，小组的同学 图4 们决定选用过碳酸钠固体作为便携式制氧 5.氧烛制氧是一种密闭空间紧急供氧技术。 机的制氧剂，理由如下： 一种氧烛的主要成分为NaCIO,,还有少量 ①过碳酸钠是固体，比过氧化氢溶液便于 铁粉。其产氧原理为触发铁粉燃烧，使温度 携带； 达到NaCIO的分解温度，产生氧气。 ② 已知： 120 2NaClO 500-600C2NaC1+302↑ 100 一5%过氧化氢 ·一过碳酸钠 m(O2) a)NaCI0,的理论产氧率[maC0)]为 40 20 %(结果精确至0.1%) (2)氧烛在使用时的产氧率明显低于理论值 图2 的原因可能是 活动二：自制制氧装置 (5)小组的同学们利用饮料瓶、吸管等废旧 (3)这种氧烛在使用时，NaCIO3在250℃左 物品设计并制作了如图3装置。洗气装置 右即开始产氧，且速率较快。其原因可能是 中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外， 还可以起到的作用是该瓶烧碱溶液的溶质质量分数为4g 40g×100% =10% 答:该瓶烧碱溶液的溶质质量分数为10%。 (3)滴加的稀盐酸不足(合理即可) 14.(1)B (2)解:根据质量守恒定律,化学反应前后,物 质的总质量不变,则生成氧气的质量为:50.0g +2g-50.4g=1.6g。 设过氧化氢溶液的溶质质量分数为x。 2H2O2 MnO2 􀪅􀪅􀪅2H2O+O2↑ 68 32 50.0g×x 1.6g 68 32= 50.0g×x 1.6g x=6.8% 答:此过氧化氢溶液的溶质质量分数6.8%。 15.解:(1)因为碳酸钙和稀盐酸反应放出二氧化 碳,根据质量守恒定律可知,烧杯中的物质减 少的质量就是生成二氧化碳的质量,所以生成 二氧化碳的质量为2g×10+50g-65.6g= 4.4g; 设10片钙片中碳酸钙的质量为x,消耗稀盐酸 中的氯化氢质量为y。 CaCO3+2HCl􀪅􀪅CaCl2+H2O+CO2↑ 100 73 44 x y 4.4g 100 44= x 4.4g x=10g 73 44= y 4.4g y=7.3g 碳酸钙的质量分数为10g 20g×100%=50% (2)所用稀盐酸的溶质质量分数为 7.3g 50g×100%=14.6% 答:所用稀盐酸的溶质质量分数14.6%。 16.(1)解:设制取23g乙醇,理论上至少需要乙烯 的质量为x。 C2H4+H2O 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅C2H6O 28 46 x 23g 28 46= x 23g x=14g 答:制取23g乙醇,理论上至少需要乙烯的质 量为14g。 (2)① 跨学科实践活动3:基于绿色化 学探究实验室制氧气的原理 1.D 2.B 3.(1)2H2O2 MnO2 􀪅􀪅􀪅2H2O+O2↑ (2)分解反应 (3)D (4)二氧化锰 (5)A 4.(1)氯酸钠 持续快速释放氧气(合理即可) (2)反应需要加热(或不方便,合理即可) (3)良好 (4)在其他条件相同的情况下,2min后,过碳酸 钠生成的气体更多(合理即可) (5)AB (6)方便携带(或节约材料,合理即可) 5.(1)45.1 (2)铁粉的量不足,导致供给的热量 不足(合理即可) (3)铁粉燃烧的生成物为该 反应的催化剂(合理即可) 第六单元 控制燃烧 第一节 燃烧与灭火 第1课时 探究燃烧的条件 认识灭 火的原理 自主预习 1.(1)物质本身是可燃的 (2)可燃物与充足氧气接触 (3)可燃物的温度达到其着火点 2.可燃物 氧气 剧烈的 发光 发热 氧化 3.破坏物质燃烧的条件 (1)把温度降到着火点以下 (2)隔绝氧气 (3)移走可燃物 4.119 巩固训练 1.D 2.C 3.B 4.(1)防火(合理即可) (2)使温度达到可燃物的 着火点 (3)BC 提升训练 1.C 2.A 水能灭火是因为水吸收热量,降低温度至可 燃物着火点以下。 3.D 4.D 5.B 6.B 7.(1)4P+5O2 点燃 􀪅􀪅2P2O5 (2)导热 CuO (3)A 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —64—