跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器-九年级上册化学跨学科实践

教材 跨学科实践 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 1.化学项目小组结合氧气的实验室制取，展开了制作简易制氧设备的活动。 Ⅰ.如何获得氧气——选择制氧剂。 （1）工业上采用分离液态空气法大规模制氧，这是利用了液氧和液氮的________不同。 （2）根据下面的资料选择适合家用简易制氧设备的制氧剂。 制氧剂 使用过程中存在的问题 过氧化氢 有一定的腐蚀性和刺激性，易发生分解，需避光，液体形态，使用携带不便 过碳酸钠 白色固体，遇水后可缓慢分解为碳酸钠和过氧化氢，遇催化剂二氧化锰后分 解放出氧气 氯酸钾 分解释放氧气需要较高温度，需要催化剂，制氧成本高 高锰酸钾 成本较高，反应产生氧气速度快，不易控制 同学们认为过碳酸钠更适合作为家用简易制氧设备的制氧剂，理由是________________________（写 一点即可）。 Ⅱ.制作家庭简易制氧设备。 化学小组开展了“设计和制作家庭简易供氧器”的实践活动。市售制氧器有三种。 （3）一种为便携式制氧器，采用加压液化的方法储存氧气。从微观角度解释便携式制氧器储 存氧气的原理：________________________________________________。 （4）一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甲，空气经过分子筛时氮 气被吸附，氧气通过。 11/19 教材 跨学科实践 甲 ①请在方框中画出微观粒子图示。 ②分离过程中的变化属于________（填“物理”或“化学”）变化。据图甲所示工作原理推测氮分子 比氧分子体积________（填“大”或“小”）。 （5）还有一种为化学制氧器“氧立得”，如图乙，工作原理如图丙，将过碳酸钠和二氧化锰加 入反应仓的水中，发生两个反应：过碳酸钠遇水后可缓慢分解为碳酸钠和过氧化氢；生成的 H₂O₂继续分解产生氧气。A 剂为过碳酸钠，B 剂为二氧化锰。 ①图丙中制氧的反应仓相当于图丁中的装置________（填序号）。 ②验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是________________________________________________。 ③过滤仓中的水除有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是________________________ （写一点即可）。 12/19 教材 跨学科实践 Ⅲ.了解航天制氧。 （6）航天员在中国空间站完成各项任务，保障航天员的氧气需求至关重要。 ①目前天宫空间站已实现电解水制氧气，电解时需要通入________（填“直流”或“交流”）电，氧 气在________（填“正极”或“负极”）上产生。 ②空间站是一个相对封闭的场所，解决“气体从哪里来”的问题必然伴随着“气体往哪里去”的问 题。为此，科学家设计了生物再生生命保障系统，实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正 确的是________（填序号）。 A. “水-氧-碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重 B.电解水在产生氧气的同时产生氢气，系统需要对氢气进行转化 C.人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化 13/19 跨学科实践活动 4 基于特定需求设计和制作简易供氧器 1，答案：I.(1)沸点 ；(2)反应不用加热(合理即可) ； Ⅱ.(3)分子间有间隔，加压后，分子间间隔变小； (4)① ；②物理 ，大； (5)①B； ②将带火星的木条放在过滤仓导管口，若木条复燃，则气体为氧气 ； ③使产生的氧气具有一定湿度(合理即可) Ⅲ.(6)①直流 ，正极；②ABC