内容正文:
化学
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跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器
跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器
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跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器
特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢?在老师的指导下,学习小组的同学们开展了下列活动。
【界定任务】
(1)小英同学认为,首先了解制作简易供氧器的供氧原理再确定制取装置。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、制得氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据 确定发生装置,根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置。
反应物的状态和反应条件
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跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器
【模仿改造】
化学制氧机(如图1)利用过碳酸钠(化学式为2Na2CO3·3H2O2)固体、MnO2粉末产生气体。
(2)加湿过滤仓不仅可以过滤杂质,还可以
利用氧气 溶于水的性质,使氧气变
得湿润;而且可根据 来
判断产生氧气的速率。
(3)制氧机内部气流采用高压进低压出(即产生的气体在高处聚集,经导管从低处进入加湿过滤仓)的方式,可能的原因是
。
有利于气体排出,提纯氧气
产生气泡的快慢
不易
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跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器
【拓展延伸】
学习小组的同学利用身边物品自制了简易供氧器(如图2),并进行如下探究。
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跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器
序号 过碳酸钠
的质量/g MnO2的
质量/g 温度/℃ 平均产氧速
率/(mL·s-1)
① 10 0.3 26 2.73
② 20 0.3 26 8.56
③ 10 0.3 41 4.54
实验1:探究试剂用量、温度对产氧速率的影响
【进行实验】在不同温度下,取一定质量的过碳酸钠和MnO2放入b瓶中,并加入相同体积的水,测得平均产氧速率数据如下表所示。
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实验2:探究加水量对产氧速率的影响
【进行实验】20 ℃时,取一定质量的过碳酸钠和MnO2放入b瓶中,并加入不同体积的水,测得平均产氧速率及反应过程中温度变化数据如下表所示。
序号 过碳酸钠
的质量/g MnO2的
质量/g 水的体
积/mL 反应液最
高温度/℃ 平均产氧速
率/(mL·s-1)
④ 240 2.5 350 98 33.3
⑤ x 2.5 500 74 15.0
⑥ 240 2.5 800 53 10.0
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【解释与结论】(4)实验中,过氧化氢分解生成氧气的化学方程式为 。
(5)设计实验①②的目的是 _
。
(6)由实验①③可以得到的结论是 _
。
(7)实验⑤中x应为 。
(8)依据实验2可知,该制氧过程中发生的化学反应属于
(填“吸热”或“放热”)反应。
放热
240
高,产氧速率越快
其他条件相同时,温度越
的质量对产氧速率的影响
其他条件相同时,探究过碳酸钠
2H2O2 2H2O+O2↑
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跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器
(9)由上述实验可知,适当增加水量可减小产氧速率,其证据是
_
。
(10)某同学欲进一步探究MnO2质量对产氧速率的影响,设计的实验方案是20 ℃时, _
_
。
进行对比(合理即可)
的MnO2放入b瓶中,并分别加入500 mL水,测定产氧速率,
分别取240 g过碳酸钠和不同质量
高温度越低,产氧速率越慢
对比实验④⑤⑥,其他条件相同时,加水量越多,反应液最
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【评价反思】(11)选择制作简易供氧器的反应原理时,不需要考虑的因素是 (填字母序号)。
A.原料是否价廉易得
B.所制气体的性质
C.反应速率是否适中
D.制得气体是否纯净
E.实验条件是否易于控制
F.是否安全、环保
B
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