第五单元 跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器-2025-2026学年九年级化学人教版(2024)上册

该初中化学课件围绕化学反应的定量关系，以“设计制作简易供氧器”跨学科实践活动为核心，通过分析不同场景供氧需求导入，衔接氧气性质与实验室制取知识，构建“需求-原理-设计”学习支架，巩固定量转化方法。 其亮点在于融合科学探究与实践、科学思维。如分析家用供氧器设计培养科学态度与责任，通过制氧剂用量计算和装置优化实践提升科学探究能力，帮助学生深化化学观念，教师可借真实情境任务提升教学实效。

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 【活动目标】进一步巩固对氧气性质和实验室制取氧气的原理与装置 的认识，了解实现物质定量转化的方法，综合应用多学科知识和工程 技术手段解决实际问题。 【活动设计与实施】 任务一 了解需求 1.讨论哪些人群在哪些场景或地域会用到供氧器，相应的供氧器应具 有怎样的特点。 适用人群或场景 供氧器类型 供氧器特点 老年人、呼吸疾 病患者 家用供氧器 使用方便，随用随制，便于携带 高原地区 高原增氧供氧 器 具有高效制氧能力，适应高海拔环 境，具有智能控制系统，低噪音运 行，节能环保，便携性强 医疗急救 医用供氧器 操作更安全，输氧管路更环保，设 备输送氧气含量高且持续输送时间 长，能自动监测供氧压力和氧气消 耗量等 适用人群或场景 供氧器类型 供氧器特点 密闭环境 潜艇用供氧 器、健身用供 氧器 高效产氧，多种供氧方式，维护简 便 续表 2.选择家用供氧器，通过讨论确定简易供氧器的设计和制作目标。 （1）设计制作简易的家用供氧器，除需考虑反应原理、方法、材料外，还需考虑很多方面的因素，例如_____________________________ _________________。 安全性（或实用性或经济性或便 捷性等，合理即可） （2）制作的简易供氧器可用于家中、急救、__________________等多种场景。 登山（合理即可） 任务二 获取信息 1.查阅资料，了解目前商品化供氧器的类型。 目前市场上常见的家用供氧器的工作原理有两种：分子筛制氧法和化 学试剂法。 （1）分子筛制氧法以空气为原料，当空气经过分子筛时，氮气和氧气 分离，获得高浓度的氧气。其微观示意图如图所示。则该供氧器制得 的“氧气”属于________（填“纯净物”或“混合物”），此过程发生的是 ______（填“物理”或 “化学”）变化。 混合物 物理 物质组成中必须含有氧元素 反应需要加热 2.了解家用化学试剂供氧器的结构和工作原理。 市面上某常见的小型供氧器如图1，拆解后重要部分如图2，制氧剂如 图3，工作原理如图4。 图1 小型供氧 器 图2 拆解后重 要部分 图3 制氧剂 图4 工作原理 （1）组成、结构、试剂、原理： 如图4，用该供氧器制氧时，甲仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁 变得温热，乙仓底部导气管有气泡冒出。乙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）。 AB 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）制氧剂用法用量： 下表是该供氧器的制氧说明（部分），其中A、B剂的成分是过碳酸钠 或者二氧化锰。 — A剂 B剂 配方一 1袋 1袋 配方二 2袋 1袋 配方三 3袋 2袋 若突发缺氧性疾病，在呼叫救护车的同时进行吸氧，应选择的最佳配 方是________。 配方三 （3）工作原理分析： 氧 过碳酸钠 质量和化学性质 ②该供氧器装置与实验室分解过氧化氢制氧气的装置类似，____ （填“甲”或“乙”，下同）仓相当于气体发生装置，____仓相当于多功 能瓶，“长进短出”可以加湿或洗气。 甲 乙 3.比较其与实验室制取氧气在制氧 原理、收集方法、仪器装置等方面 的异同。 B 任务三 设计制作 1.设计供氧器的组成和结构，绘制设计图，通过计算确定相关试剂的 用量，制作简易供氧器。 （1）你在制作简易供氧器前需考虑的因素有：____________________ ___________________________（答一点）。 如何控制反应速率，使反应平稳进行（合理即可） 1.40 （3）绘制设计图，请将你的设计图画在下面方框内。 [答案] 2.对产品进行试验，了解其供氧效果，编写自制供氧器的使用说明书。 使用方法： __________________________________________________ _____________________________________________________________ ______________________________________ 。 向两个瓶子中均加入适量水（其中左侧瓶中水面要高于 软塑胶管下端），右侧瓶中加入适量过碳酸钠和二氧化锰，拧紧瓶盖， 从左侧软塑胶管口即可输出氧气（合理即可） 【展示与交流】 1.展示自制供氧器，介绍产品的工作原理、制作方法和供氧效果等。 2.小组同学将自制简易家用供氧器在原版本的基础上进行了如图所示的迭代优化，请写出改进后装置的一个优点：__________________。 节省材料（合理即可） $$