跨学科实践2 基于特定需求设计和制作简易供氧器2024-2025学年九年级化学跨学科实践活动教学讲义（鲁教版2024上册）

跨学科实践二（鲁教） 基于特定需求设计和制作简易供氧器 一、项目内容结构 二、了解需求 家用保健型供氧，在高原、火灾、矿难等危险环境中的救治型供氧，医疗急救供氧，航空航天 三、制氧剂的选择 四、设计制作 1.材料：矿泉水瓶、水杯、油壶、塑料桶、注射器、吸管、胶皮管等。 2.药品选择：双氧水和二氧化锰；过碳酸钠和二氧化锰；固体体积比液体小，更方便储存和取用，因此过碳酸钠作制氧剂比双氧水更好。 3.用过碳酸钠和二氧化锰混合制取氧气简易装置，每组汇报一种制氧方法可行性分析结果，并阐述理由 五、基于该实践活动情境应用 （一）选择题 1．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．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故 B．制氧剂只能是过氧化氢溶液和二氧化锰 C．加湿过滤仓中水的作用是控制反应速率 D．图乙用作加湿过滤仓时，b管与病人相连 2．小敏在学习完化学中“制取氧气”后对奶奶使用的“便携式制氧器”很感兴趣。小敏通过阅读说明书，了解它的工作原理，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．根据加湿过滤仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢 B．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故 C．加湿过滤仓利用氧气易溶于水的原理，使氧气湿润 D．该装置也可以给鱼缸中的鱼供氧 3．化学学习小组开展学科实践活动，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作四套简易供氧器如图所示。各装置中右侧瓶中所装液体为水，分别向三套装置的左侧瓶中加入制氧药品。下列有关说法错误的是 A．装置中不合理的是乙 B．装置丙可根据需要调节氧气流量 C．各装置中右侧瓶类似于排水集气装置 D．设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素 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、输液管等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出，药品B是一种黑色粉末状催化剂，回答下面小题。 4．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、输液管等进行实验，在该实验中相关说法错误的是 A．B是二氧化锰 B．塑料瓶相当于锥形瓶 C．吸管相当于玻璃棒 D．注射器相当于分液漏斗 5．下列与制作简易供氧器项目有关说法错误的是 A．乙瓶是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润 B．输出的氧气可作为高能燃料 C．根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢 D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧 （二）填空与简答 6.学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 活动一 如图1所示，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体， 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，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (1)反应仓中生成氧气，过滤仓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．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成 (2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是 。 (3)图1反应仓中“通道”相当于图2装置中的 (选填“c”或“d”)导管。 活动二 制作简易的家用制氧机 (4)除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如： (写一条)。同学们在充分思考交流的基础上，利用家庭中常见材料，设计并制作了简易家用制氧机(如图3)，其中C瓶的作用相当于图1中的 仓。 (5)氧气能从图3瓶C中逸出，是因为氧气 。 7．“圆梦”学习小组开展了“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。请回答问题。 I、探究反应原理 (1)某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠和二氧化锰。已知过碳酸钠溶于水产生过氧化氢和碳酸钠。小组同学用图所示实验装置探究是否有氧气生成。观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃；乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃。 实验结论：有氧气生成且 。 Ⅱ、制作反应装置 (2)学习小组的同学自己设计并制作了制氧机，如图所示。反应仓是氧气产生的场所。加湿过滤仓不能起到的作用是___________(填字母序号)。 A．洗气作用，滤去氧气中的杂质 B．降低氧气的温度，提高氧气的湿度 C．通过气泡观察氧气生成的速率 D．加快生成氧气的速率 III、选择合适供氧剂 过氧化钙()和过氧化钠()均可做供氧剂。过氧化钙与水反应生成对应的碱和氧气、过氧化钠与过氧化钙的化学性质相似。10g过氧化钠固体和10g过氧化钙固体与足量水作用生成氧气的质量与时间的关系如图所示。 (3)为了解决鱼的吸氧问题，给鱼缸缓慢持续供氧，应选的供氧剂为 。 8．某校“我与化学”学习小组开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。同学们购买了市售家用制氧剂并进行相关的探究。 I．探究制氧剂反应原理 查阅说明书：制氧剂A是过碳酸钠固体，制氧剂B是二氧化锰。 过碳酸钠(化学式Na2CO4)是白色颗粒状粉末，溶于水后会反应生成过氧化氢和碳酸钠，过氧化氢在二氧化锰的作用下分解产生氧气。 (1)学习小组计划组装一套氧气的制取与过滤的装置： ①装置甲是O2发生装置，请从下列仪器中选出合适的仪器进行组装，需要用到的仪器有 。(填字母) ②装置乙中的蒸馏水有过滤杂质、提高氧气纯度的作用外，还能起到的作用是 。(填字母) A．判断是否有氧气输出 B．加快氧气的生成速率 C．增大氧气的产量 D．监测气体的流速 Ⅱ．对制氧剂的选择探究 吴同学提出：常温下，过氧化氢溶液也可以快速制氧，为什么不选用过氧化氢溶液而选用过碳酸钠呢？于是该兴趣小组对两者的制氧效率进行探究，并筛选合适的制氧剂。 【查阅资料】 ①过氧化氢溶液的稳定性较差，浓度较大时具有一定的腐蚀性。 ②过碳酸钠俗称固体双氧水，具有无毒、无臭、无污染、易储存、水溶性好等特点。 【实验探究】 在其他条件相同的前提下，以获得相同体积的氧气设计实验。 实验一：溶质质量相等的四组过氧化氢的制氧效果对比。以做催化剂，记录并处理20min内数据，见图。 实验二：1.41g过碳酸钠四种加水量的制氧效果对比。为与过氧化氢的制氧效果对比，实验中水的添加量与过氧化氢体积保持一致(固体体积忽略不计)。记录并处理20min内数据，见图。 (2)从图中可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是 。 (3)结合图中数据，制氧剂选择过碳酸钠的依据是 。 (4)对比过氧化氢溶液制取氧气，除了上述因素外，选过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优点是 (写一点)。 9．学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。如图家用“氧立得”牌制氧机。 制氧剂药品：过氯化氢溶液、二氧化锰、过氧化钠、过碳酸钠等。 【阅读资料】 ①过氧化氢制氧气：过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，并放出热量。 ②过碳酸钠制氧气：过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气。该反应过程下能持续放出高纯氧气并放热。 ③过碳酸钠是白色固体，化学式为： 【活动一】认识制氧机 (1)观察窗的作用是 。 (2)加湿仓的作用是 。 【活动：二】选择制氧剂 实验一：过氧化氢 小组设计图2实验装置，用不同浓度的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水，锥形瓶中加入，注入溶液，记录并处理20min内数据如图3。 (3)检查图2装置气密性的操作是 。（假设导管末端口堵住） (4)分析图3中比产氧最少，可能的原因是 。 实验二：过碳酸钠 往锥形瓶中加入一定量的过碳酸钠、，再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20min内数据如图4。 (5)过碳酸钠：属于 （选填“混合物”或“纯净物”） (6)由图4可得出的结论是 。 【活动三】制作供氧器 (7)综合分析，选用过碳酸钠作制氧剂的理由是 。 (8)学习小组利用身边物品自制了如图5的简易供氧器。与真实产品对比中，形成的观点不正确的是______（填字母）。 A．产氧和洗气装置组合不用一体化 B．内部气体流向采用高进低出方式 C．特定需求是选择制氧方法的重要依据 D．制氧机要符合美学、工程、安全 10.常见家用制氧机的原理主要有分子筛原理和化学反应制氧原理等。而分子筛制氧机是唯一成熟的，具有国际标准和国家标准的制氧机。 分子筛制氧机的工作原理主要基于分子筛物理吸附和解吸技术。分子筛是一种具有特定孔径的固体材料，其表面布满了许多微小的孔隙。这些孔隙的大小和形状使得分子筛能够选择性地吸附空气中的氮气分子，而氧气分子则由于尺寸较小，能够顺利通过分子筛的孔隙，从而实现氮气和氧气的分离。其工作流程主要包括“压缩空气→冷凝分离→吸附分离→氧气输出”四个步骤。其中冷凝分离可除去空气中的水蒸气和其他液态杂质。连接收集装置 化学反应制氧机多选择过碳酸钠作制氧剂，原理是过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解制取氧气。下侧是装置图。净化加湿 阅读分析，解决问题： (1)分子筛制氧过程中发生的变化是 。(填“物理变化”或“化学变化”) (2)从微观角度分析压缩空气步骤发生的变化 。 (3)冷凝分离可除去水蒸气的原理是 。 (4)分子筛制氧分离出氧气的步骤是 。 (5)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解的文字表达式是 。 (6)化学反应制氧中净化加湿装置的作用是 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 跨学科实践二（鲁教） 基于特定需求设计和制作简易供氧器 一、项目内容结构 二、了解需求 家用保健型供氧，在高原、火灾、矿难等危险环境中的救治型供氧，医疗急救供氧，航空航天 三、制氧剂的选择 四、设计制作 1.材料：矿泉水瓶、水杯、油壶、塑料桶、注射器、吸管、胶皮管等。 2.药品选择：双氧水和二氧化锰；过碳酸钠和二氧化锰；固体体积比液体小，更方便储存和取用，因此过碳酸钠作制氧剂比双氧水更好。 3.用过碳酸钠和二氧化锰混合制取氧气简易装置，每组汇报一种制氧方法可行性分析结果，并阐述理由 五、基于该实践活动情境应用 （一）选择题 1．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．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故 B．制氧剂只能是过氧化氢溶液和二氧化锰 C．加湿过滤仓中水的作用是控制反应速率 D．图乙用作加湿过滤仓时，b管与病人相连 【答案】A 【详解】A 、若输出氧气的管道堵塞，容器内的气压会逐渐增大，可能引起爆炸，要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故，正确； B、制氧剂不一定只能是过氧化氢溶液和二氧化锰，其他能产生氧气的物质组合也可以，只要是反应物是固体与液体混合，反应条件是不需加热，错误。 C、加湿过滤仓中水的作用是对氧气进行加湿，根据加湿过滤仓水中气泡的多少，观察氧气的输出速率，而不是控制反应速率，错误。 D 、图乙用作加湿过滤仓时，氧气的密度小于水，a 管与病人相连，这样可以保证氧气经过水的加湿后再被病人吸入，错误。 故选A。 2．小敏在学习完化学中“制取氧气”后对奶奶使用的“便携式制氧器”很感兴趣。小敏通过阅读说明书，了解它的工作原理，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．根据加湿过滤仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢 B．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故 C．加湿过滤仓利用氧气易溶于水的原理，使氧气湿润 D．该装置也可以给鱼缸中的鱼供氧 【答案】C 【详解】A、由于氧气不易溶于水，所以可以根据加湿过滤仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢。A正确； B、为避免引发安全事故，要防止输出氧气的管道堵塞。B正确； C、氧气不易溶于水，加湿过滤仓利用氧气可以在水中溶解来保持氧气湿润。C不正确； D、该装置能够产生氧气，该装置也可以给鱼缸中的鱼供氧。D正确。 综上所述：选择C。 3．化学学习小组开展学科实践活动，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作四套简易供氧器如图所示。各装置中右侧瓶中所装液体为水，分别向三套装置的左侧瓶中加入制氧药品。下列有关说法错误的是 A．装置中不合理的是乙 B．装置丙可根据需要调节氧气流量 C．各装置中右侧瓶类似于排水集气装置 D．设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素 【答案】C 【详解】A、乙装置中，右侧瓶中导管在液面以下，反应生成的氧气无法导出，该装置不合理，故A说法正确； B、丙装置可通过注射器控制液体的滴加速率，从而控制氧气流量，故B说法正确； C、氧气不易溶于水，各装置中的右侧瓶能使氧气比较湿润，但是并没有排出右侧瓶中的水，不是排水法收集氧气，故C说法错误； D、供氧器用于实际生活，设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素，故D说法正确； 故选：C。 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、输液管等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出，药品B是一种黑色粉末状催化剂，回答下面小题。 4．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、输液管等进行实验，在该实验中相关说法错误的是 A．B是二氧化锰 B．塑料瓶相当于锥形瓶 C．吸管相当于玻璃棒 D．注射器相当于分液漏斗 5．下列与制作简易供氧器项目有关说法错误的是 A．乙瓶是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润 B．输出的氧气可作为高能燃料 C．根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢 D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧 【答案】4．C 5．B 【解析】4．A、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，且二氧化锰为黑色固体，则B为二氧化锰，该选项说法正确； B、塑料瓶中可装入较多液体，则相当于锥形瓶，该选项说法正确； C、图中的吸管相当于导管，而不是玻璃棒，该选项说法错误； D、注射器可控制液体的滴加速度，则相当于分液漏斗，该选项说法正确。 故选：C。 5．A、乙瓶将氧气通入水中，氧气又从水中逸出，说明氧气不易溶于水，且还可将氧气润湿，该选项说法正确； B、氧气具有助燃性，而不具有可燃性，不能作燃料，该选项说法错误； C、根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢，该选项说法正确； D、夏天鱼缸中溶解氧下降，该装置可将氧气通入水中，则可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧，该选项说法正确。 故选：B。 （二）填空与简答 6.学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 活动一 如图1所示，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体， 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，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (1)反应仓中生成氧气，过滤仓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．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成 (2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是 。 (3)图1反应仓中“通道”相当于图2装置中的 (选填“c”或“d”)导管。 活动二 制作简易的家用制氧机 (4)除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如： (写一条)。同学们在充分思考交流的基础上，利用家庭中常见材料，设计并制作了简易家用制氧机(如图3)，其中C瓶的作用相当于图1中的 仓。 (5)氧气能从图3瓶C中逸出，是因为氧气 。 【答案】(1)AB (2)将带火星的木条放在导管口a处，若木条复燃，则说明为氧气 (3)c (4) 原料是否安全、是否易获得等 过滤 (5)不易溶于水且不与水反应 【详解】（1）A、氧气不易溶于水，可以通过观察过滤仓中气泡产生的速度来观察氧气生成的速率，符合题意； B、过滤仓中的水可以降低氧气的温度，符合题意； C、过滤仓中的水对氧气生成量无影响，不符合题意。 故选：AB； （2）氧气具有助燃性，则验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是：将带火星的木条放在导管口a处，若木条复燃，则说明为氧气； （3）图1中氧气从反应仓b口进入水中，再从过滤仓的a口出去，则图1反应仓中“通道”相当于图2装置中的c导管； （4）选择家用制氧机时，除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑原料是否安全、是否易获得等； 图3中氧气从D瓶生成通过导管进入C瓶水中，再通过C中导管逸出，故其中C瓶的作用相当于图1中的过滤仓； （5）氧气能从图3瓶C中逸出，是因为氧气不易溶于水且不与水反应。 7．“圆梦”学习小组开展了“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。请回答问题。 I、探究反应原理 (1)某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠和二氧化锰。已知过碳酸钠溶于水产生过氧化氢和碳酸钠。小组同学用图所示实验装置探究是否有氧气生成。观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃；乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃。 实验结论：有氧气生成且 。 Ⅱ、制作反应装置 (2)学习小组的同学自己设计并制作了制氧机，如图所示。反应仓是氧气产生的场所。加湿过滤仓不能起到的作用是___________(填字母序号)。 A．洗气作用，滤去氧气中的杂质 B．降低氧气的温度，提高氧气的湿度 C．通过气泡观察氧气生成的速率 D．加快生成氧气的速率 III、选择合适供氧剂 过氧化钙()和过氧化钠()均可做供氧剂。过氧化钙与水反应生成对应的碱和氧气、过氧化钠与过氧化钙的化学性质相似。10g过氧化钠固体和10g过氧化钙固体与足量水作用生成氧气的质量与时间的关系如图所示。 (3)为了解决鱼的吸氧问题，给鱼缸缓慢持续供氧，应选的供氧剂为 。 【答案】(1)二氧化锰能加快过氧化氢的分解 (2)D (3)过氧化钙/CaO2 【详解】（1）已知过碳酸钠溶于水产生过氧化氢和碳酸钠，甲中未加二氧化锰，乙中加入了二氧化锰，观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃；乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃，说明有氧气生成，且通过实验对比说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解； （2）A、氧气不易溶于水，加湿过滤仓可起到洗气作用，滤去氧气中的杂质，选项正确，不符合题意； B、将氧气通入水中，能给氧气降温，提高氧气的湿度，选项正确，不符合题意； C、将氧气通入水中，可通过产生气泡的速率来观察氧气生成的速率，选项正确，不符合题意； D、过滤仓不能加快生成氧气的速率，选项错误，符合题意。 故选D； （3）由图可知，相同质量的过氧化钠和过氧化钙与足量水反应，过氧化钙生成氧气的质量大，且反应时间较长，故为了解决鱼的吸氧问题，给鱼缸缓慢持续供氧，应选的供氧剂为过氧化钙。 8．某校“我与化学”学习小组开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。同学们购买了市售家用制氧剂并进行相关的探究。 I．探究制氧剂反应原理 查阅说明书：制氧剂A是过碳酸钠固体，制氧剂B是二氧化锰。 过碳酸钠(化学式Na2CO4)是白色颗粒状粉末，溶于水后会反应生成过氧化氢和碳酸钠，过氧化氢在二氧化锰的作用下分解产生氧气。 (1)学习小组计划组装一套氧气的制取与过滤的装置： ①装置甲是O2发生装置，请从下列仪器中选出合适的仪器进行组装，需要用到的仪器有 。(填字母) ②装置乙中的蒸馏水有过滤杂质、提高氧气纯度的作用外，还能起到的作用是 。(填字母) A．判断是否有氧气输出 B．加快氧气的生成速率 C．增大氧气的产量 D．监测气体的流速 Ⅱ．对制氧剂的选择探究 吴同学提出：常温下，过氧化氢溶液也可以快速制氧，为什么不选用过氧化氢溶液而选用过碳酸钠呢？于是该兴趣小组对两者的制氧效率进行探究，并筛选合适的制氧剂。 【查阅资料】 ①过氧化氢溶液的稳定性较差，浓度较大时具有一定的腐蚀性。 ②过碳酸钠俗称固体双氧水，具有无毒、无臭、无污染、易储存、水溶性好等特点。 【实验探究】 在其他条件相同的前提下，以获得相同体积的氧气设计实验。 实验一：溶质质量相等的四组过氧化氢的制氧效果对比。以做催化剂，记录并处理20min内数据，见图。 实验二：1.41g过碳酸钠四种加水量的制氧效果对比。为与过氧化氢的制氧效果对比，实验中水的添加量与过氧化氢体积保持一致(固体体积忽略不计)。记录并处理20min内数据，见图。 (2)从图中可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是 。 (3)结合图中数据，制氧剂选择过碳酸钠的依据是 。 (4)对比过氧化氢溶液制取氧气，除了上述因素外，选过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优点是 (写一点)。 【答案】(1) BDE AD (2)过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大 (3)过碳酸钠是固体便于携带，且能持续平稳提供氧气 (4)操作简单（合理即可） 【详解】（1）①过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应为固液常温型反应，组装发生装置需要用到的仪器有铁架台、试管和带导管的单孔橡皮塞，故选BDE； ②氧气不易溶于水，氧气从长管通入，可以通过是否产生气泡，判断是否有氧气输出，也可以通过产生气泡的快慢检测气体的流速，故选AD； （2）分析实验二图像可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是：随着加水量的增大，气体的体积增大，即过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大； （3）结合实验一和实验二中数据可知，过碳酸钠是固体便于携带，且能持续平稳提供氧气，所以选择过碳酸钠作制氧剂； （4）对比过氧化氢溶液制取氧气，除了（3）的因素外，选过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优点是操作简单（合理即可）。 9．学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。如图家用“氧立得”牌制氧机。 制氧剂药品：过氯化氢溶液、二氧化锰、过氧化钠、过碳酸钠等。 【阅读资料】 ①过氧化氢制氧气：过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，并放出热量。 ②过碳酸钠制氧气：过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气。该反应过程下能持续放出高纯氧气并放热。 ③过碳酸钠是白色固体，化学式为： 【活动一】认识制氧机 (1)观察窗的作用是 。 (2)加湿仓的作用是 。 【活动：二】选择制氧剂 实验一：过氧化氢 小组设计图2实验装置，用不同浓度的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水，锥形瓶中加入，注入溶液，记录并处理20min内数据如图3。 (3)检查图2装置气密性的操作是 。（假设导管末端口堵住） (4)分析图3中比产氧最少，可能的原因是 。 实验二：过碳酸钠 往锥形瓶中加入一定量的过碳酸钠、，再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20min内数据如图4。 (5)过碳酸钠：属于 （选填“混合物”或“纯净物”） (6)由图4可得出的结论是 。 【活动三】制作供氧器 (7)综合分析，选用过碳酸钠作制氧剂的理由是 。 (8)学习小组利用身边物品自制了如图5的简易供氧器。与真实产品对比中，形成的观点不正确的是______（填字母）。 A．产氧和洗气装置组合不用一体化 B．内部气体流向采用高进低出方式 C．特定需求是选择制氧方法的重要依据 D．制氧机要符合美学、工程、安全 【答案】(1)观察是否产生气泡以及产生气泡的快慢 (2)使氧气具有一定的湿度 (3)将注射器的活塞拉到一定的位置后松开，活塞能回到原来的位置证明气密性良好 (4)反应放出大量的热使反应物减少 (5)纯净物 (6)过碳酸钠产生氧气的量随加水量的增多而增大 (7)过碳酸钠是固体便于携带，并且能持续稳定的产生氧气 (8)A 【详解】（1）反应会产生气体，可以通过观察窗观察是否产生气泡以及产生气泡的快慢； （2）人体吸入的氧气需要一定的湿度，加湿仓的作用是使氧气具有一定的湿度； （3）检查图2装置气密性的操作是将注射器的活塞拉到一定的位置后松开，活塞能回到原来的位置证明气密性良好； （4）分析图3中 30%H2O2 比 25%H2O2 产氧最少，可能的原因是反应放出大量的热使反应物减少； （5）混合物不能用化学式来表示，纯净物可以，故2Na2CO3⋅3H2O2 属于纯净物； （6）由图4可得出的结论是过碳酸钠产生氧气的量随加水量的增多而增大； （7）过碳酸钠是固体便于携带，并且能持续稳定的产生氧气，故综合分析，选用过碳酸钠作制氧剂； （8）A、产氧和洗气装置组合更便于使用，需要一体化，A错误； B、图5的简易供氧器和真实产品内部气体流向都采用高进低出方式，B正确； C、实验室和生活中制取氧气的方式不同，故特定需求是选择制氧方法的重要依据，C正确； D、制氧机是民用商品，故要符合美学、工程、安全，D正确。 故选A。 10.常见家用制氧机的原理主要有分子筛原理和化学反应制氧原理等。而分子筛制氧机是唯一成熟的，具有国际标准和国家标准的制氧机。 分子筛制氧机的工作原理主要基于分子筛物理吸附和解吸技术。分子筛是一种具有特定孔径的固体材料，其表面布满了许多微小的孔隙。这些孔隙的大小和形状使得分子筛能够选择性地吸附空气中的氮气分子，而氧气分子则由于尺寸较小，能够顺利通过分子筛的孔隙，从而实现氮气和氧气的分离。其工作流程主要包括“压缩空气→冷凝分离→吸附分离→氧气输出”四个步骤。其中冷凝分离可除去空气中的水蒸气和其他液态杂质。连接收集装置 化学反应制氧机多选择过碳酸钠作制氧剂，原理是过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解制取氧气。下侧是装置图。净化加湿 阅读分析，解决问题： (1)分子筛制氧过程中发生的变化是 。(填“物理变化”或“化学变化”) (2)从微观角度分析压缩空气步骤发生的变化 。 (3)冷凝分离可除去水蒸气的原理是 。 (4)分子筛制氧分离出氧气的步骤是 。 (5)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解的文字表达式是 。 (6)化学反应制氧中净化加湿装置的作用是 。 【答案】(1)物理变化 (2)分子之间的间隔变小 (3)冷凝时温度降低，水蒸气凝结成液态水，从空气中分离除去 (4)吸附分离 (5) (6)湿润氧气(增加氧气湿度) 【详解】（1）分子筛制氧过程中没有新物质生成，发生的是物理变化； （2）压缩空气步骤中压强增大，分子之间的间隔变小； （3）冷凝分离可除去水蒸气的原理是冷凝时温度降低，水蒸气凝结成液态水，从空气中分离除去； （4）分子筛制氧分离出氧气的步骤是吸附分离； （5）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的文字表达式为：； （6）化学反应制氧中净化加湿装置的作用是湿润氧气。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$