第5单元 跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器（课件PPT）-【宝典训练】2024-2025学年新教材九年级全册化学高效课堂(人教版2024)

宝典训练 配套教学课件 新课标 天骄出品 必属精品 深圳天骄文化传播有公司 课件使用说明 温馨提示：由于电脑配置或者系统差异等原因可能出现课件打不开的情况，为此我们为您准备了各类解压软件。请下载文件夹中我们为您精心准备的解压软件进行解压，然后就能畅通打开课件了。 01 本课件显示比例为16:9，如您的电脑显示器分辨率为4:3，课件显示效果可能比较差，建议您将电脑显示器分辨率更改为16:9。 win 10:右击桌面--选择“显示设置”--点选要显示PPT的屏幕--设置该屏幕分辨率为16:9。 win7、win8(8.1):右击桌面一-选择“屏幕分辨率”--选择要显示PPT的屏幕--设置该屏幕分辨率为16:9。 02 如果您在使用课件的时候,有问题可联系天骄文化售后客服,我们将竭诚为您服务。 03 目录、返回目录均设有超链接，点击即可跳转至相应的页面。 04 第五单元 化学反应的定量关系 跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器 天骄出品 必属精品 化学 氧气是学生非常熟悉的物质，很多学生也见到过或者接触过医院病人吸氧、高原吸氧和鱼类供氧等事 例。“基于特定需求设计和制作简易供氧器”指根据日常生活材料和实验室器材能设计并制作氧气的装 置。“特定需求”指在供氧器设计、制作过程中应考虑特定环境和特定使用人群的实际需求。该项目要求 学生有意识地运用化学核心知识，自主调用物理和数学等多个学科的相关知识，运用技术与工程的方法解 决问题，自主反思，不断改进，提升合作解决问题的能力，激发学生的创造力。 例1  氧气是空气中的一种重要成分，是生物体呼吸不可或缺的物质，也是工业生产必备的原料，供氧器在 生产、生活中扮演着重要的角色。在老师的指导下，同学们为设计和制作供氧器开展了下列活动。 天骄出品 必属精品 化学 任务1 根据氧气的性质选择简易供氧器 【提出问题】基于特定需求设计和制作简易供氧器需要考虑哪些方面的问题?设计思路是什么?  【问题讨论】于悦同学认为，制作简易供氧器需要考虑______________________________。 韩俊同学认为，反应物的组成中必须含有氧元素，他的依据是_____________________________________。通过小组讨论，同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得的氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据反应物的状态及反应条件确定发生装置，根据氧气的_________________等确定收集装置。 反应物的状态、反应条件 质量守恒定律反应前后元素的种类不变  密度和溶解性  任务一 任务二 任务三 任务四 天骄出品 必属精品 化学 任务2 构建制氧模型 老师提供了图甲所示的实验装置，要求同学们选择装置用过氧化氢分解和加热高锰酸钾的方法获得氧气， 并学会验证氧气的实验方法。 【设计实验】甲组的同学选择了A、F装置，反应的化学方程式为__________________________,完成该实验还缺少的一种用品是________;乙组的同学选用过氧化氢溶液制取氧气，应该选择的发生装置为____________。 【交流讨论】工业上需要大量的氧气，工业制氧的方法是利用液态氮和液态氧的________不同，采用蒸发的方法将氮气和氧气进行分离。 棉花  B(或C)   沸点 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 任务一 任务二 任务三 任务四 天骄出品 必属精品 化学 任务3 市场调研获取信息 同学们开展“设计和制作简易供氧器”的市场调研，发现市面上主要销售的制氧器有三种，请完成填空。 (1)第一种为便携式制氧器，采用加压液化氧气储存。从微观角度解释便携式制氧器储存氧气的原理：_______________________________________________________________。  分子之间存在间隔，受压后，氧分子之间间隔变小   任务一 任务二 任务三 任务四 天骄出品 必属精品 化学 (2)第二种为分子型家用制氧器，工作时气体变化的微观示意图如图乙所示，空气经过分子筛时氮气被吸 附，氧气通过。 ①请在方框中画出微粒图示。 ②通过分子筛过程中的变化属于       (填“物理”或“化学”)变化。据如图乙所示的工作原理推测氮分子比氧分子体积      (填“大”或“小”)。 物理 大 任务3 市场调研获取信息 任务一 任务二 任务三 任务四 天骄出品 必属精品 化学 (3)第三种为化学制氧器“氧立得”。如图丙，工作原理如图丁，将过碳酸钠和二氧化锰加入反应仓的水中，发生两个反应：2Na₂CO₃·3H₂O₂====2Na₂CO₃+3H₂O₂; 生 成 的 H₂O₂在MnO₂ 催化下继续分解产生氧气的化学方程式为_______________________。图丁中，小科同学通过阅读说明书，了解它的工作原理：过滤仓利用氧气 不易 溶于水的原理，使氧气变得湿润；还可通过观察加湿 过滤仓中 气泡产生的快慢 判断氧气排出的速率。 2H2O2 2H2O+O2↑ 任务3 市场调研获取信息 任务一 任务二 任务三 任务四 天骄出品 必属精品 化学 任务4 设计制作“病人供氧呼吸器” 查阅资料：超氧化钾(KO₂)  为黄色固体，可分别与CO₂ 、H₂O反应生成O₂ 和白色固体，产氧效率高，适合作制氧剂。 原理分析：①4KO₂+2CO₂===2K₂CO₃+3O₂，②4KO₂+2H₂O=4X+3O₂↑，反应①中碳元素的化合价       (填“升高”“降低”或“不变”),反应②中X  的化学式为            。 项目小组同学们动手实践：设计并制作氧自救呼吸器，如图戊所示。使用一段时间后，观察到制氧剂由    (填颜色变化)时，则基本失效。 不变 KOH 黄色变成白色 任务一 任务二 任务三 任务四 天骄出品 必属精品 化学 任务1 了解生产氧气的方法 收集与整理分析 兴趣小组开展“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。 常见两种方法如下。 (1)液冷法：在低温条件下将空气压缩成液态，升温后，氮气先逸出，剩余物质主要为液态氧。空气中两种主要成分的沸点如下表。 成分 A B 沸点 —196 ℃ —183 ℃ 根据上述信息判断，          ( 填“A” 或“B”) 是氧气。 B 任务一 任务二 任务三 任务四 天骄出品 必属精品 化学 任务1 了解生产氧气的方法 (2)变压吸附法：利用变压吸附技术，以分子筛为吸附剂制取氧气。 由图甲、图乙可知：过程1中，空气通过分子筛吸附材料时，   分子更容易被吸附；过程2中，采用     方法，能使被吸附的气体释放出去(此过程称为解吸),分子筛吸附材料恢复吸附能力。 过程1和过程2交替进行，可连续生产大量高纯度氧气。 根据以上信息，写出分子筛制氧机的应用场所      (写一处)。 氮气 降低压强 医院 任务一 任务二 任务三 任务四 天骄出品 必属精品 化学 任务2 探秘家用制氧机原理 市场上销售的家用制氧机的主要原料一般是过碳酸钠固体，化学式为2Na₂CO₃·3H₂O₂，溶于水后能发生反应2(2Na₂CO₃·3H₂O₂) 4Na2CO3+6H2O +3O2↑,且该反应放热。不采用高锰酸钾分解制氧气的原因可能是______________________________________。 任务一 任务二 任务三 任务四 反应需要加热(或不方便等合理即可) 天骄出品 必属精品 化学 任务3 选择制氧试剂 【查阅资料】常温常压下产生150 mL 的氧气，以5%的过氧化氢溶液为制氧剂需要9.1 mL;以过碳酸钠为 制氧剂需要1.41 g。 【实验方案】利用如图装置设计如下表实验并记录0～20 min 量筒中水的体积。 锥形瓶中试剂 注射器中试剂 实验1 0.2 g二氧化锰 9.1 mL 5%过氧化氢溶液 实验2 1.41 g过碳酸钠和0.2 g二氧化锰 一定体积的水 任务一 任务二 任务三 任务四 天骄出品 必属精品 化学 任务3 选择制氧试剂 (1)检查图丙所示的装置气密性时，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   (填“漏气”或“不漏气”)。 (2)实验2中水的体积应该用          (填“1.41”或“9.1”)mL。 (3)利用数字化传感器测出5%过氧化氢溶液和过碳酸钠分别产生氧气的曲线(如图丁),结合图像及试剂 状态分析，家用制氧机选择过碳酸钠作制氧剂而不选择5%过氧化氢溶液的理由是________________________________________________________________。 不漏气 相同条件下，过碳酸钠产生的气体更多，且过碳酸钠为固体，易携带 9.1 任务一 任务二 任务三 任务四 天骄出品 必属精品 化学 任务4 基于特定需求自制制氧装置 同学根据任务3选择实验2的固体试剂作为家用制氧机中的药剂，并利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等 设计并制作家用简易供氧器。 (1)如图戊所示装置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             (填字母)。 A. 观察氧气生成速率       B. 降低吸入氧气温度         C. 加快氧气生成速率 AB 任务一 任务二 任务三 任务四 天骄出品 必属精品 化学 (2)小组同学将自制简易家用制氧机在原版本的基础上经历了如图己所示的迭代优化，请写出改进后装置的一个优点________________________________。装置进行展示后得到了师生的好评。在跨学科实践活动中，同学们也学到了将化学、数学、技术和工程 融合解决实际问题的思路与方法。 任务4 基于特定需求自制制氧装置 方便携带(或节约材料等合理即可) 任务一 任务二 任务三 任务四 温馨提示 本课件由深圳天骄文化出品，仅限教师教学使用。 本课件所有权和著作权归本公司所有， 任何人不得以非法形式进行销售或传播，违者必究! 谢谢观看 Thanks for watching 深圳天骄文化传播有公司 $$