跨学科实践活动1 制作简易供氧器（同步讲义） 化学沪教版2024九年级上册

第2章 空气与水资源 跨学科实践活动1 制作简易供氧器 实验目的 1.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； 2.了解实现物质定量转化的方法； 3.综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题。 重点和难点 重点：通过氧气制取实验的复习，使知识经验结构化，初步形成原理→装置→实验室制取气体的一般思路。 难点：通过选择原理、绘制草图、动手制作等小组合作活动，综合应用化学与工程技术方法等跨学科知识初步制作项目作品，并作反思和改进。 ◆活动任务一 了解制氧机的工作原理 制氧机类型 便携式制氧机 氧烛 使用的药品 甲剂：过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)、乙剂：二氧化锰(MnO2) 氯酸钠、适量的催化剂、Mg粉 装置结构 工作原理 氧烛的工作原理基于氯酸盐高温分解释放氧气的化学反应。最常用的氯酸盐为氯酸钠： 氯酸钠 氯化钠＋氧气 使用方法 将A剂、B剂先后放入装好水的反应仓中，通过湿化瓶装置和鼻塞吸氧。 打开氧源盒盖，手握氧烛，拔出启动针，启动氧烛的反应机制，‌戴好鼻塞进行吸氧 主要用途 家用制氧机 医疗急救、军事 思考讨论： 1. 两类制氧机与实验室制氧气有何联系与区别？ 联系：它们都是用来提供氧气的不同技术或方法。 区别：它们的工作原理、使用场合、便携性以及操作的复杂性。①便携式制氧机和氧烛更侧重于在特定环境下的快速供氧能力，而实验室制氧气则侧重于通过化学反应在控制条件下产生氧气。②便携式制氧机和氧烛更适合于移动或无电源环境，而实验室制氧则多用于教育和科研环境。 2. 便携式制氧机是如何控制生成氧气的速率的？ 通过控制加入的试剂用量控制生成氧气的速率。 3. 从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。 使用效果：便携式制氧机能够提供稳定、连续的氧气供应，满足患者呼吸需求。氧烛能够通过燃烧产生氧气，氧气供应量有限，不适合长时间或大量氧气需求的情况，适合紧急情况下的快速供氧。 安 全：便携式制氧机配备有多种安全功能，如低氧浓度、低电量等自动警示功能。氧烛反应相对稳定，使用过程中会产生热量，可能会对周围环境造成一定的安全隐患。 经 济：便携式制氧机使用成本较低，不需要频繁更换氧气瓶。维护简单。氧烛单次成本低，但不适合频繁或长期使用。 耐用性：便携式制氧机设备设计紧凑，使用高质量的材料和组件，耐用性强。氧烛体积小、重量轻，便于携带，一次性使用设备，使用后即废弃，耐用性较低。 4. 氧烛中分解产生氧气的物质类似于氯酸钾，分解过程中需要加热，你认为可能是哪些物质在反应过程中提供了热量？ 为了确保整个放氧过程自动完成，通常需要在产氧药块中加入一定量的金属粉末作为燃料（如镁粉、铁粉等），以便产生瞬间高温，促使反应进行。 即学即练 1．下图为某种家用制氧机内桶的构造示意图。从投料口加入制氧剂一过碳酸钠和催化剂，过碳酸钠遇水迅速发生反应：。下列说法不正确的是 A．生成O2的反应在Ⅱ中发生 B．催化剂可以加速H2O2的分解 C．观察I中的气泡能判断生成O2的快慢 D．I和Ⅱ中水的作用相同 【答案】D 【详解】A、根据氧气的密度比水小的事实分析，应在装置II中放入制氧剂，故说法正确； B、制氧剂的主要成分是过碳酸钠和催化剂，过碳酸钠加入水中后，分解产生过氧化氢；过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气，故说法正确； C、过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气，产生的氧气需通入装置的I中水中净化，可通过观察I中的气泡能判断生成O2的快慢，故说法正确； D、I中的水可以净化氧气、判断生成O2的快慢，Ⅱ中水是和过碳酸钠反应生成过氧化氢，作用不同，故说法错误。 故选D。 2.某化学兴趣小组对如下三个实验进行了探究： 【实验一】如图1是小组最终制成的简易制氧机成品，小组使用实验室常见制氧药剂，将一种白色粉末和黑色粉末的混合物装填在制氧机中。    回答下列问题： (1)写出该制氧机内发生反应的文字表达式： 。 (2)撞击火帽的目的是为了 。 【实验二】混制“富氧空气” (3)用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶（集气瓶容积为）氧气体积分数为的“富氧空气”，可使用图2所示装置，先在如图装置中装满水，再从导管 （填“a”或“b”）通入氮气，排出 水，然后再通入氧气排出水。 【实验三】探究二氧花锰、氧化铜对过氧化氢分解的催化效果，设计了如下对比实验：    (4)图3实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的原因是 。 (5)分析图4图像，根据 （写出比较的量），能得到二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 。 (6)图4中时间段反应速率逐渐变 （填“快”或“慢”），可能的原因是 。 【答案】(1) (2)升高温度 (3) b 120 (4)反应放热 (5) 时间 氧化剂不能改变生成物的质量 (6) 慢 过氧化氢溶液浓度减小 【详解】（1）制氧机中装入的药品为白色粉末和黑色粉末的混合物，而氯酸钾为白色粉末，二氧化锰为黑色粉末，氯酸钾在二氧化锰催化并加热条件下生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为：。 （2）撞击火帽，是为了使温度升高。 （3）由于气体密度比水小，则当装置装满水时，则气体应从b端通入； 若想收集氧气体积分数为 40% 的“富氧空气”，且氧气的体积为80mL，则氮气的体积为。 （4）U形管内红墨水液面左低右高，说明左边压强偏大，则说明反应放热。 （5）由图可知，加入二氧化锰时，收集相同气体所需时间较短，则说明二氧化锰催化效果更好； 且两个反应中生成的氧气质量相同，则说明催化剂不能改变生成物的质量。 （6）由图可知，反应过程中反应速率逐渐变慢，是因为过氧化氢溶液浓度减小。 ◆活动任务二 设计并制作一款简易的供氧器 1.制作简易制氧机的一般思路 （1）可参考的制取氧气原理： 过氧化氢 水 + 氧气 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 氯酸钾 氯化钾 + 氧气 水 氢气 +氧气 绿色植物的光合作用 （2）根据适用的场景、原料来源、安全、环保、操作是否方便等确定简易制氧机原理：过氧化氢 水 + 氧气 2.设计的供氧器结构示意图 3.简易制氧器装置的分析与评价 组别 评价维度 制氧效果 装置外观 材料成本 使用便捷 小组1 良好 饮料瓶1元、注射器1元、吸管0.1元、输液管1元 （以上均可使用废弃器） 制取成本低、携带和使用方便 ... 注：请用简洁的语言进行评价。 4. 改进建议： 5.根据小组交流的结果，优化你的设计方案，动手制作一款简易家用供氧器，并撰写一份使用说明书。 即学即练 1.某兴趣小组在跨学科实践课上利用过碳酸钠(化学式为，加水会生成Na2CO3和H2O2)和二氧化锰制作了一台简易化学制氧机，如图所示。下列说法正确的是 A．该装置不能判断氧气生成的快慢 B．乙中多加水可以增大氧气在水中的溶解度 C．在实验过程中，二氧化锰作催化剂 D．产生的氧气可以用作燃料 【答案】C 【详解】A、该装置可通过产生气泡的速率判断氧气生成的快慢，不符合题意； B、乙中多加水不可以增大氧气在水中的溶解度，气体的溶解度受温度、压强等影响，不符合题意； C、在实验过程中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，在该反应中，二氧化锰是催化剂，可起到催化作用，符合题意； D、产生的氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能用作燃料，不符合题意。 故选C。 2.下图是某班级项目学习小组的同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是 A．反应仓的药品可以是高锰酸钾 B．使用前，加湿仓应注满水 C．加湿仓类似于排水集气装置 D．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质 【答案】D 【详解】A、反应仓适用于固液不加热反应，氯酸钾和二氧化锰发生反应生成氧气，需要在加热条件下才能发生，故反应仓的药品不能用氯酸钾和二氧化锰，说法错误； B、使用前，加湿仓如果注满水，由于氧气不易溶于水，氧气在排出时会带出一部分水被人体吸入，造成危险，说法错误； C、加湿仓的原理类似于湿化瓶，反应仓内产生的氧气，进入到加湿仓，加湿仓内的水对氧气有湿化的作用，过程中不会排出加湿仓中的水，与排水收集装置不同，说法错误； D、加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质，氧气在加湿仓被水湿化后排出，供人体呼吸，说法正确； 故选D。 1、 装置设计易错点 1.‌加湿仓操作不当：加湿仓需注满水以润湿氧气并吸收反应放出的热量，否则可能导致氧气过于干燥或温度过高。错误示例：未注水直接使用，或误认为加湿仓仅用于过滤杂质。 2.‌储气瓶操作错误：若需从储气瓶的b管导出氧气，需通过a管注水排出氧气（利用气压差原理），而非直接倾倒装置。 3.‌未考虑密封性：装置气密性差会导致氧气泄漏。检查方法：关闭分液漏斗活塞，将导管末端浸入水中，用手紧捂锥形瓶，观察导管口是否有气泡。 2、 反应条件控制不当的原因 1. ‌浓度与催化剂不平衡：过氧化氢浓度过高（如30%）可能导致反应过快，产氧量反而减少（因催化剂无法充分接触反应物）。需根据制氧需求选择合适浓度的H2O2（如15%兼顾安全性和效率）。 2.‌温度未调控：过碳酸钠分解为放热反应，若未设计散热结构（如加湿仓），可能导致装置过热甚至损坏。 3、 注意简易制氧机的场景适配 1.‌室内外需求易混淆：室内供氧器需一体化设计（直接加水放入药剂即可使用），而户外需考虑便携性、防震性等。错误示例：户外装置体积过大或未密封，导致携带不便或氧气泄漏。 2.‌未针对特定需求优化：如医疗用供氧器需高纯度氧气，而鱼池增氧可接受较低纯度，需根据需求选择制氧原理（如分子筛法为物理变化，适用于高纯度需求）。 实践应用 1.在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。 I.选择合适的药品制取氧气 (1)过碳酸钠制氧。某款家用制氧机利用两种化学药剂[过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)和二氧化锰]同时加入水中制取氧气，装置如图1所示。 ①制氧机工作时发生了两步反应，写出第二步反应的化学方程式。 第一步：2Na2CO3•3H2O2═2Na2CO3+3H2O2；第二步： 。 ②图中“加湿过滤仓”的原理与下列 (填字母)装置类似。 (2)渗透膜法制氧。利用膜材料对气体分子的选择性渗透作用，在一定压力下，让空气通过氧气分离膜，可得到富氧空气，如图所示。 ①空气通过氧气分离膜时，氮分子渗透速率 (填“大于”或“小于”)氧分子渗透速率。 ②将通过氧气分离膜的气体收集在集气瓶中，证明瓶中收集到的气体是富氧空气的方法为 。 (3)氧烛制氧。氧烛制氧是密闭空间紧急供氧技术。一种氧烛主要含NaClO3，还有少量铁粉。其产氧原理为：触发铁粉燃烧，使NaClO3分解。 已知：2NaClO32NaCl+3O2↑。 ①NaClO3的理论产氧率[]为 (结果精确至0.1%)。 ②氧烛在使用时的产氧率明显低于理论值的原因可能是 。 ③这种氧烛在使用时，NaClO3在250℃左右即开始产氧，且速率较快。其原因可能是 。 II.设计鱼类运输供氧箱 任务1：选供氧剂 查阅资料：过氧化钙(CaO2)、过氧化钠(Na2O2)都能与H2O反应生成O2和相应的碱，反应原理：2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。前者反应速率缓慢，后者反应剧烈。 (4)CaO2与H2O反应速率比Na2O2缓慢的主要原因是： 。 (5)小组讨论后，认为鱼类运输供氧选择CaO2更好，理由是 。 任务2：设计装置 (6)为保证不同鱼类在运输中的存活率，需要监测水中溶氧量和温度。同学们在老师指导下，设计了如图4的鱼类运输供氧箱，其中微孔输氧棒的作用是 。利用该装置持续供氧30分钟，记录数据，如图5，可得出水中溶氧量随温度变化的规律为 。 【答案】(1) B (2) 小于 将带火星的木条伸入收集气体中，如木条复燃则收集的气体为富氧空气 (3) 45.1% 铁粉量不足，导致供给的热量不足（合理即可） 铁粉燃烧的生成物成为了该反应的催化剂（合理即可） (4)氢氧化钙微溶于水，会包裹在过氧化钙表面，从而使反应速率减慢（合理即可） (5)氢氧化钠具有较强的腐蚀性（合理即可） (6) 根据温度的变化，精确提供鱼类生存所需的氧气（合理即可） 温度升高，水中的溶解量减少 【详解】（1）①过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，反应的化学方程式为：。 ②由图可知，氧气从长导管进入，经过润湿后从短导管排出，故图中“加湿过滤仓”的原理与下列B装置类似。 （2）①由图可知，空气通过氧气分离膜时，氮分子渗透速率小于氧分子渗透速率，从而得到富氧空气； ②富氧空气中氧气含量较高，且氧气具有助燃性，可使带火星木条复燃，所以证明为富氧空气的方法为将带火星的木条伸入收集气体中，如木条复燃则收集的气体为富氧空气。 （3）①根据方程式，可知NaClO3和氧气的质量比为[（23+35.5+16×3）×2]：（16×6）=213：96，则NaClO3的理论产氧率为。 ②氧烛在使用时的产氧率明显低于理论值的原因可能是铁粉量不足，导致供给的热量不足，导致产氧率明显低于理论值（合理即可）； ③在250℃左右即开始产氧，可能是因为铁粉燃烧的生成物成为了该反应的催化剂，降低了反应活化能，导致反应较低温度即可发生（合理即可）。 （4）CaO2与H2O反应会生成氢氧化钙，氢氧化钙微溶，会包裹在CaO2表面，从而使反应速率缓慢。 （5）氢氧化钠和氢氧化钙均具有腐蚀性，氢氧化钠腐蚀向较强，且过氧化钙和水反应缓慢，利于持续产生氧气。 （6）结合图4可知，微孔输氧棒可根据温度的变化，精确提供鱼类生存所需的氧气； 由图5可知，温度越高，水中溶氧量越少。 考点一 以过氧化氢分解为基本原理自制供氧器（便捷式制氧机） 【例1】实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。 （1）用作催化剂，加热分解得到和KCl。该反应的化学方程式为______。 （2）装置中仪器X的名称为______。收集干燥氧气应选取的收集装置为______（选填字母）。 （3）搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开______（选填“”、“”或“”）处的螺丝，待调整后再拧紧。 （4）实验结束时，下列两步操作中先进行的是______（填序号）。 a．移走并熄灭仪器X b．断开试管与洗气瓶之间连接 Ⅱ、某款家用制氧机利用过碳酸钠（）和二氧化锰同时加入水中制取氧气。 已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为和。 ②可以将KI转化为I2。 （5）制氧机制氧说明（部分）见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 A剂 B剂 平均供氧量 （毫升/分钟） 供氧时间 （分钟） 配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15 配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25 配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15 ①A剂的成分是______。 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是______。 （6）按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验： ①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为______。 ②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为______。 ③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加______溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有。 【答案】（1） （2） ① 酒精灯 ②. C （3） （4）b （5） ①. 过碳酸钠或 ②. 配方三 （6） ①. 二氧化锰（） ②. Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ ③. 淀粉 【解析】 （1）用作催化剂，加热分解得到和KCl。该反应的化学方程式为：。 （2）装置中仪器X的名称为酒精灯，收集干燥氧气，不能用排水集气法，因为氧气的密度比空气的密度大，选择向上排空气法收集，故应选取的收集装置为C。 （3）是调整试管的高度，是调整试管的水平位置，是调整铁夹夹持试管的位置。所以搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开处的螺丝，待调整后再拧紧。 （4）实验结束时，先断开试管与洗气瓶之间的连接，再移走并熄灭仪器X，所以先进行的是断开试管与洗气瓶之间的连接，故选b。 （5）①因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，H2O2在二氧化锰作催化剂时发生反应生成氧气，供病人呼吸，催化剂只是改变化学反应速率，不影响生成物的质量。根据表中数据配方一、配方二的平均供氧量可知，A剂的成分是过碳酸钠。②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，因为配方三过碳酸钠的质量多，生成氧气的质量多，所以应选择的最佳配方是配方三。 （6）①二氧化锰是黑色固体，难溶于水，所以滤渣的成分为二氧化锰。②因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，Na2CO3能与稀盐酸反应，H2O2不能与稀盐酸反应。所以取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生，发生反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。③因为H2O2可以将KI转化为I2，淀粉遇I2变蓝。所以另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2。 【例2】化学学习小组的同学们开展跨学科实践活动，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作了如图所示的简易供氧装置，向右侧瓶中装入适量的水，向左侧瓶中加入制氧试剂，下列有关说法中，不正确的是（　　） A．该装置可根据需要调节氧气流量 B．左侧瓶中加入的制氧试剂是高锰酸钾 C．右侧瓶中的水有除杂、降温的作用 D．设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素 【答案】B 【解析】A、该装置可通过注射器控制液体的滴加速率，从而调节氧气流量，故选项A说法正确； B、高锰酸钾制取氧气需要加热，该装置是在常温下制取氧气，故选项B说法错误； C、右侧瓶中的水有除杂、降温的作用，故选项C说法正确； D、供氧器用于实际生活，因此设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素，故选项D说法正确。 故选：B。 【变式1-1】如图是实验室常见的气体制取装置。解题要点 : 1.利用过氧化氢制取氧气原理： 2.自制简易供氧器： (1)仪器①的名称为 。 (2)实验室用装置A制取氧气时，写出反应的化学方程式 (3)能用D装置收集的气体，其密度应比空气 。用装置E收集氧气时，气体应从 (填“a”或“b”)端进入。 (4)如图为“简易制氧机”简图，下列说法不正确的是_____(填字母)。 A．甲剂和乙剂可能为过氧化氢溶液和二氧化锰 B．通过洗气室中的水可观察输出氧气的速率 C．制取氧气过程中洗气室压强减小 【答案】(1)长颈漏斗 (2) (3) 小 b (4)C 【详解】（1）由图可知，仪器①的名称为长颈漏斗； （2）A装置适用于固体加热反应制取氧气，且试管口有一团棉花，故适用于高锰酸钾加热制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：； （3）D装置为向下排空气法收集气体，能用D装置收集的气体，其密度应比空气小；氧气的密度比水小，用装置E收集氧气时，气体应从b端进入； （4）A、简易制氧机相当于固液常温型发生装置，则甲剂和乙剂可能为过氧化氢溶液和二氧化锰，故选项说法正确； B、氧气不易溶于水，通过洗气室中的水可观察输出氧气的速率，故选项说法正确； C、制取氧气的过程中有氧气生成，洗气室压强增大，而不是减小，故选项说法不正确； 故选C。 【变式2-1】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、吸管等设计并制作简易供氧器(如图)，其中药品A是过碳酸钠和二氧化锰的混合物(过碳酸钠遇水会生成H2O2)。回答下面小题。 1．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、吸管等进行实验，在该实验中相关说法错误的是 A．塑料瓶相当于锥形瓶 B．吸管相当于导管 C．注射器相当于长颈漏斗 D．该装置可控制反应速率 2．有关氧气性质的叙述错误的是 A．氧气是一种无色无味的气体 B．硫在氧气中燃烧，生成有刺激性气味的气体 C．红磷在空气中燃烧，产生大量白烟 D．水中的鱼虾能自由生活说明氧气易溶于水 【答案】1．C 2．D 【解析】1．A、塑料瓶可装入较多液体，相当于锥形瓶，选项说法正确； B、吸管相当于导管，选项说法正确； C、注射器可控制液体的滴加速度，相当于分液漏斗，选项说法错误； D、装置中的注射器可控制液体的滴加速度，由此该装置可控制反应速率，选项说法正确； 故选：C。 2．A、氧气是一种无色无味的气体，选项说法正确； B、硫在氧气中燃烧，生成有刺激性气味的气体，选项说法正确； C、红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，选项说法正确； D、氧气可以供给呼吸，水中的鱼虾能自由生活说明水中溶有一定量的氧气，而氧气是不易溶于水的，选项说法错误； 故选：D。 考点二 以氯酸钠/氯酸钾分解为基本原理自制供氧器（氧烛） 【例3】氧烛是一种用于缺氧环境中自救的化学氧源，广泛用于航空、航海等领域，其主要成分为，还含有适量的催化剂、成型剂等。氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，主要反应原理为。一根氧烛大约可以供100个人呼吸1小时。下列说法不正确的是 A．氧烛是一种纯净物 B．氧烛不能与可燃物混装保存 C．氧烛制取氧气的反应为分解反应 D．在运输氧烛时，应避免其受到撞击 【答案】A 【详解】A、氧烛中含有适量的催化剂、成型剂等，属于混合物，故A错误； B、氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，若与可燃物混装，可能会引起爆炸，故B正确； C、氧烛制取氧气的化学方程式为，是一变多的反应，属于分解反应，故C正确； D、由题意可知，氧烛通过撞击火帽引发反应，故在运输氧烛时，应避免其受到撞击，故D正确。 故选A。 解题要点： 1.氧烛制氧机原理：氯酸钠 氯化钠＋氧气 2.自制简易供氧器： 【变式3-1】氧烛常为密闭空间应急氧源，某种氧烛产氧药块主要成分为（化学性质与相似）、金属粉（燃烧时放热，提供分解所需热量）和催化剂等。工作时敲击火帽点燃后即能持续燃烧并放出高纯氧气。下列说法中不正确的是    A．氧烛在工作时，有一定的照明功能 B．氧气主要来自产氧药块中的 C．金属粉质量不会影响释放出氧气质量 D．敲击火帽是产氧药块中某反应的条件 【答案】C 【详解】A、金属粉燃烧时会发光，则可能有一定的照明功能，该选项说法正确； B、氯酸钾分解能生成氧气，NaClO3的化学性质和氯酸钾相似，则氧气主要来自产氧药块中的NaClO3，该选项说法正确； C、金属粉质量过少，则放出热量较少，NaClO3不会分解，但金属粉质量过多，则会消耗较多氧气，则金属粉质量会影响释放出氧气质量，该选项说法不正确； D、敲击火帽能启动装置，则敲击火帽是产氧药块中某反应的条件，该选项说法正确。 故选C。 基础达标 学校兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图所示，请完成下面小题。 1．制氧时反应仓内黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。此时过滤仓中的水起不到的作用是 A．观察氧气生成的速率 B．降低吸入氧气温度 C．加快氧气的生成速率 D．过滤杂质提纯氧气 2．下列与“制氧机”实践课有关的说法错误的是 A．制取过程涉及化学变化 B．制取的氧气可用作燃料 C．制取完成后二氧化锰可回收再用 D．反应仓的仓体材料应选择无毒环保的 【答案】 1．C 2．B 【解析】 1．A、根据过滤仓中的水中产生气泡的快慢可观察氧气生成的速率。A不符合题意； B、过滤仓中的水蒸发吸热，可降低吸入氧气温度。B不符合题意； C、过滤仓中的水只与生成的氧气接触，无法加快氧气的生成速率。C符合题意； D、氧气经过过滤仓中的水，可以过滤杂质提纯氧气。D不符合题意。 综上所述：选择C。 2．A、制取过程中生成的氧气是新物质，属于化学变化。A正确； B、氧气具有支持燃烧的性质，不能用作燃料。B错误； C、二氧化锰不溶于水，是催化剂，反应前后质量和化学性质不变，制取完成后二氧化锰可用过滤法回收再用。C正确； D、为避免污染氧气，反应仓的仓体材料应选择无毒环保的。D正确。 综上所述：选择B。 3．化学科学的本质是实验探究。如图1为实验室制取气体的常用装置，图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。 I．根据图1回答下列问题： (1)写出装置A中任意一种仪器的名称：   。 (2)实验室制取CO2的装置可选择 （填标号）来组装，发生装置中反应的化学方程式为 。 II．根据图2回答下列问题： (3)若试剂甲为MnO2，根据所学知识选择试剂乙，反应仓中产生O2的化学反应原理是 （用化学方程式表达）。 (4)加湿过滤仓中H2O的作用有 （填标号）。 a．吸收杂质提纯O2 b．观察O2产生的速率 c．加快O2的生成 d．保证供给O2的湿度需求 (5)调节供氧流速可以 （填具体操作）。 【答案】(1)铁架台/酒精灯/导气管/试管 (2) BD CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (3)2H2O22H2O+O2↑ (4)abd (5)向下推动注射器的快慢 【详解】（1）由图可知，装置A的仪器有铁架台、酒精灯、导气管和试管，故填：铁架台或酒精灯或导气管或试管； （2）实验室制取CO2属于固液常温型，选择的发生装置为B，二氧化碳的密度空气大，能溶于水，只能采用向上排空气法收集，选择的收集装置为D；实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳，即石灰石或大理石（主要成分碳酸钙）和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，故填：BD；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； （3）若试剂甲为MnO2，反应仓是在固液常温条件下制取氧气，即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，故填：2H2O22H2O+O2↑； （4）a．加湿过滤仓中的H2O能溶解一些可能存在的杂质气体，可以提纯O2，故选项符合题意； b．可通过产生气泡的速率观察生成氧气的速率，故选项符合题意； c．加湿过滤仓中的H2O不能加快生成氧气的速率，故选项不符合题意； d．加湿过滤仓有保证供给O2的湿度需求的作用，故选项符合题意； 故选abd； （5）可以通过向下推动注射器的快慢，控制液体滴加速率，来调节供氧流速，故填：向下推动注射器的快慢。 4.氧气是一种在生产、生活中有广泛用途的重要气体，如医疗急救、炼钢、气焊、化工等。为满足不同人群的需求，市面上有多种类型的制氧机。化学实践小组制作了一台简易“制氧机”，如图所示。 用该制氧机制氧气时，在反应仓中先加入适量水，再依次加入粉末状过碳酸钠（化学式为）和粉末状二氧化锰，即可持续、平稳地产生氧气。 (1)其制氧气的原理可分为两步：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢，；② （用化学方程式表示）。 【提出问题】充分反应后，若将反应仓内的混合物过滤，得到的滤液中溶质成分有哪些？ 【查阅资料】①在酸性条件下，过氧化氢能将KI转化为；②氯化钡溶液显中性。 【进行实验】将一定量粉末状过碳酸钠和粉末状二氧化锰置于水中至不再产生气泡，将反应后的混合物进行过滤。 (2)实验1：取少量滤液于试管中，滴加过量稀盐酸， （填实验现象），证明滤液中含有碳酸钠。 (3)实验2：继续向实验1反应后的溶液中滴加KI溶液，再滴加 溶液，溶液没有变为蓝色，证明滤液中不含过氧化氢。 【反思交流】过碳酸钠溶于水时生成碳酸钠，是否同时也会生成氢氧化钠？ (4)实验3：另取少量滤液于试管中，滴加过量的氯化钡溶液，目的是 ，反应的化学方程式是 。在不新增其它试剂的情况下，检验加入的氯化钡溶液是否过量的方法是 。 (5)待实验3充分反应后，静置，取上层清液，滴加几滴酚酞试液，溶液呈 色，证明滤液中不含氢氧化钠。 【答案】(1) (2)有气泡产生 (3)淀粉 (4) 除去碳酸钠，防止碳酸钠对氢氧化钠的检验产生干扰 充分反应后，静置，取上层清液，加入氯化钡溶液 (5)无 【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：； （2）碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，故取少量滤液于试管中，滴加过量稀盐酸，有气泡产生，证明滤液中含有碳酸钠； （3）在酸性条件下，过氧化氢能将KI转化为，能使淀粉变蓝，故继续向实验1反应后的溶液中滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液，溶液没有变为蓝色，证明滤液中不含过氧化氢； （4）因为碳酸钠溶液显碱性也会使酚酞变红，因此需要加入过量氯化钡溶液目的是：除去碳酸钠，防止碳酸钠对氢氧化钠的检验产生干扰；碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠，反应的化学方程式是；在不新增其它试剂的情况下，检验加入的氯化钡溶液是否过量的方法是：充分反应后，静置，取上层清液，加入氯化钡溶液，若加入氯化钡溶液后，没有沉淀产生，说明已经将碳酸钠去除，加入的氯化钡溶液是过量的； （5）氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞变红，滤液中不含氢氧化钠，则待实验3充分反应后，静置，取上层清液，滴加几滴酚酞试液，溶液呈无色。 5.（2025•湖南湘潭一模）某学习小组开展跨学科实践活动，设计并制作一个简易供氧器，请回答以下问题： 任务一：回顾实验室氧气的制取与收集 （1）装置中仪器a的名称是 　 　 。 （2）实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶较纯净的氧气应选择的装置是 　 　 （填字母序号，从A﹣E中选择）。 任务二：制作简易供氧器 小湘同学利用过氧化氢分解产生氧气的原理，自制了一个简易供氧器如图所示。 （3）利用可以抽拉的金属丝，可实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，这样设计的优点是 　 　 。 （4）若想利用加湿仓中的水观察氧气的生成速率，大家认为加湿仓中的设计仍有不足，需调整其中的导管连接。请在图中合理补充导管的长度。 【答案】（1）长颈漏斗；（2）AE；（3）能控制反应速率； （4）。 【解析】（1）有图可知，装置中仪器a的名称是长颈漏斗。 （2）实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶较纯净的氧气，需要固体加热型发生装置，用排水法收集的氧气较纯净，则应选择的装置是：AE。 （3）利用可以抽拉的金属丝，可实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，二氧化锰在常温下分解缓慢，在二氧化锰作催化剂时迅速分解，则这样设计的优点是能控制反应速率。 （4）若想利用加湿仓中的水观察氧气的生成速率，则生成的氧气要通入加湿仓的水中，则调整后的导管连接如答图所示。 6．下图中甲、乙为实验室常用气体制备装置，某跨学科学习小组根据乙装置原理设计装配了一个简易制氧器，请回答下列问题。 (1)乙装置中a装置的名称为 。 (2)若选择甲装置制取氧气，请写出相应的化学方程式 。 (3)简易制氧器加入的A剂、B剂是 、 （用化学式填空）；若要得到干燥的氧气，洗气室中应该加入 （填名称）。 【答案】(1)分液漏斗 (2) (3) MnO2 H2O2 浓硫酸 【详解】（1）根据图乙可知，a装置的名称为长颈漏斗。 （2）甲装置为固体加热装置，所以可选择加热高锰酸钾或氯酸钾制备氧气，但试管口没有放一团棉花，故选用加热氯酸钾制备氧气，反应方程式为。 （3）根据图示可知，该简易制氧器为固液混合型，所以选择双氧水和二氧化锰制备氧气，故A和B为MnO2、H2O2（顺序可颠倒）；浓硫酸具有吸水性，若要得到干燥的氧气，洗气室中应该加入浓硫酸。 7．（2024·贵州毕节·三模）以实验为基础是化学学科的重要特征之一。(3)简易制氧器 某同学设计了一种简易制氧器如图所示。制氧剂为A、B两种固体物质，A是过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，B是二氧化锰。用注射器向甲装置中注水，过碳酸钠遇水会分解产生碳酸钠和过氧化氢。根据以上信息，写出简易制氧器中产生氧气的化学方程式 ，该反应的基本类型是 。将甲装置中生成的氧气通过乙装置后与人体连接，与人体连接的是 管(选填“a”或“b”)。 【答案】 (3) 分解反应 b 【详解】 （3）过碳酸钠遇水会分解产生碳酸钠和过氧化氢。过氧化氢在二氧化锰的催化作用下飞机生成水和氧气，化学方程式为，该反应符合分解反应一变多的特征，所以该反应的基本类型是分解反应；据生活常识可知将甲装置中生成的氧气通过乙装置后与人体连接，与人体连接的是b管。 故填：；分解反应；b。 8．为完成“制取氧气”的实践性作业，学习小组开展如下活动。 (1)组装制取氧气装置可选择图中仪器 (填标号)。该套装置 (填“能”或“不能”)用于制取二氧化碳。 (2)甲同学使用 (填仪器名称)把二氧化锰装入容器中，反应的化学方程式为 。其中二氧化锰的作用是 。 (3)乙同学负责收集和验满气体。检验氧气的方法是 。 (4)若用装置Ⅰ收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入。若要干燥制取的氧气，则瓶中应盛放的液体试剂是 。 (5)设计制作简易制气器。 ①超氧化钾常温下与水反应生成氢氧化钾和氧气，产氧效率高，适合作制氧剂，上述反应的化学方程式为 。 ②丙同学利用家中常见的饮料瓶、吸管等设计并制作了简易制氧器，利用超氧化钾和水制取氧气，如图所示，其中甲瓶中水的作用是 。 【答案】(1) ABFG 能 (2) 药匙 作催化剂 (3)把带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明是氧气 (4) a 浓硫酸 (5) 通过气泡观察氧气输出的速率 【详解】（1）可由图中的仪器ABFG组装制取氧气的装置，其制取原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气； 该套装置属于固液常温型发生装置，制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，因此该套装置能用于制取二氧化碳； （2）二氧化锰是固体粉末状药品，因此甲同学应使用药匙把二氧化锰装入容器中； 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为； 二氧化锰的作用是作催化剂； （3）氧气具有助燃性，因此检验氧气的方法是：把带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明是氧气； （4）若用装置Ⅰ收集氧气，由于氧气的密度比空气略大，所以气体应从a端通入； 浓硫酸具有吸水性且不与氧气反应，可用于干燥氧气，因此若要干燥制取的氧气，则瓶中应盛放的液体试剂是浓硫酸； （5）①超氧化钾常温下与水反应生成氢氧化钾和氧气，化学方程式为； ②氧气不易溶于水，因此甲瓶中水的作用是通过气泡观察氧气输出的速率。 9.中国“奋斗者”号载人潜水器坐底深度10909米，刷新我国载人深潜新纪录。在海底，AIP技术的常规潜艇和现代核潜艇采用电解水制氧装置，但还是会保留氧烛，氧烛的主要成分是NaClO3，在燃烧时产生氧气，还能提供光照，作为辅助光源使用。其他常规潜艇通过涂有过氧化钠的薄板(再生药板)，吸收二氧化碳，释放出氧气。在潜艇内，二氧化碳的含量控制在0.8%以下，每升空气中的一氧化碳的含量不得大于15毫升，氢气的含量为1%以下。规定不得将某些化妆品、剃须膏等带上艇，艇上的油漆以水基漆代替油基漆，选用防火耐高温的艇内绝缘材料。在密闭的舱室里，设置了空气除尘净化装置、放射性微尘测量收集装置、活性炭吸收器(主要用于厕所、厨房等)等装置，以净化浑浊的空气，保证舱室空气清新。 阅读分析，回答问题： (1)电解水制氧中“氧”指的是 (用化学用语表示)。 (2)氧烛的主要成分NaClO3在燃烧时产生氧气的化学方程式为 。 (3)再生药板制氧作为常规潜艇极普遍的制氧手段而在现代核潜艇上已经不再使用的主要原因是 。 (4)在现代核潜艇上还保留氧烛的原因是 。 (5)在潜艇上，氢气除来自蓄电池、核动力装置中水的辐照分解外，还有 ，舱内氢气含量限制在1%以下的原因是 。 【答案】(1)O2 (2)2NaClO32NaCl+3O2↑ (3)常规潜艇电解水制氧装置需消耗大量的电能，现代核潜艇上可将核能转化为电能 (4)作为备用氧气源 (5) 电解水制氧装置 防止遇明火发生爆炸 【详解】（1）电解水制氧即制备氧气，所以“氧”指的是氧气，化学式为O2； （2）NaClO3在燃烧时产生氧气和氯化钠，化学方程式为：2NaClO32NaCl+3O2↑； （3）阅读材料可知，再生药板制氧作为常规潜艇极普遍的制氧手段而在现代核潜艇上已经不再使用的主要原因是常规潜艇电解水制氧装置需消耗大量的电能，现代核潜艇上可将核能转化为电能； （4）阅读材料可知，在现代核潜艇上还保留氧烛的原因是作为备用氧气源； （5）电解水制氧装置不仅可以生成氧气和可以生成氢气，所以在潜艇上，氢气除来自蓄电池、核动力装置中水的辐照分解外，还有电解水制氧装置； 因防止氢气遇明火发生爆炸，所以舱内氢气含量限制在1%以下。 综合应用 10.化学兴趣小组的同学们利用过氧化氢溶液和二氧化锰制作了一台简易化学制氧机，并用该制氧机制氧。以下有关分析中正确的是 A．二氧化锰是反应物之一 B．该反应说明分子可以再分 C．过滤仓中水的作用是控制反应速率 D．人体补氧是利用氧气能支持燃烧的性质 【答案】B 【详解】A、二氧化锰是催化剂，不是反应物，分析错误； B、过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下生成水和氧气，说明了分子可以再分，分析正确； C、过滤仓中的水不能加快氧气的生成，故不能控制反应速率，分析错误； D、人体补氧是利用氧气能供给呼吸的性质，分析错误。 故选B。 11.下图是某班级项目学习小组同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是 A．反应仓的药品可以是氯酸钾和二氧化锰 B．使用前，加湿仓应注满水 C．加湿仓类似于排水集气装置 D．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质 【答案】D 【详解】A、反应仓适用于固液不加热反应，氯酸钾和二氧化锰发生反应生成氧气，需要在加热条件下才能发生，反应仓的药品不用氯酸钾和二氧化锰，故说法错误，不符合题意； B、使用前，过渡仓如果注满水，由于氧气不易溶于水，氧气在排出时会带出一部分水被人体吸入，故说法错误，不符合题意； C、过渡仓的原理类似于湿化瓶，反应仓内产生的氧气，进入到过渡仓，过渡仓内的水对氧气有湿化的作用，与排水收集装置不同，故说法错误，不符合题意； D、过渡仓利用了氧气不易溶于水的物理性质，氧气在过渡仓被水湿化后排出，供人体呼吸，故说法正确，符合题意。 故选D。 12.某小组以“气体制备”为主题开展项目式学习。 (1)基础实验： ①仪器a的名称是 。 ②甲同学选用装置B制备CO2，反应时液面应不低于 (填“m”或“n”)位置。化学方程式为 。若用C装置收集一瓶CO2，选择的依据是 。 ③乙同学选用装置B制备O2，若要获得平稳的气体流速，可以将长颈漏斗换为 。若用装置D收集氧气，则最佳的收集时机是等到导管口有 时开始收集。 (2)跨学科实践：用如图2的自制“制氧机”制备O2。 【资料】 过碳酸钠加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2；Na2CO3易溶于水。 【操作】 在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。 【现象】 左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热；右瓶水中导管口有气泡冒出。 【评价】 ①右瓶中水的作用是 (写一个即可)。 ②实验后回收左瓶中二氧化锰的操作是： ，洗涤，干燥。 【答案】(1) 水槽 m CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 二氧化碳密度比空气大且不与空气反应 分液漏斗 均匀、连续的气泡冒出 (2) 检测气流的快慢 过滤 【详解】（1）①由图可知，仪器a的名称是水槽； ②乙同学选用装置B制备CO2，长颈漏斗的末端需伸入液面以下，所以反应时液面应不低于m位置；实验室可用石灰石和稀盐酸来制取二氧化碳，石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；C装置为向上排空气法装置，用C装置收集一瓶CO2，选择的依据是二氧化碳密度比空气大且不与空气反应； ③乙同学选用装置B制备O2，若要获得平稳的气体流速，可以将长颈漏斗换为分液漏斗，通过调节活塞控制反应速率；装置D为排水法装置，用装置D收集氧气，则最佳的收集时机是等到导管口有均匀、连续的气泡冒出时开始收集。 （2）①右瓶水中导管口有气泡冒出，通过右瓶水中气泡的多少来检测气流的快慢； ②二氧化锰不溶于水，左瓶中的二氧化锰可通过过滤、洗涤、烘干等操作回收。 13．如图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置，请按要求回答下列问题： (1)写出仪器①的名称： 。 (2)实验室制取二氧化碳常选用的发生装置和收集装置是 （填字母），反应的化学方程式为 ；检验二氧化碳集满的方法是 。 (3)选用装置A制氧气，反应的化学方程式是 ，试管口塞一团棉花的作用是 ；用E收集氧气的优点是 。 (4)氧烛是一种简易制氧机。它体积小、重量轻，贮存期长，产氧量大，适用于在缺氧环境急救。有以下几种制氧剂，根据提供的信息选择一种适合氧烛的制氧剂。 制氧剂 使用过程中存在的问题 过氧化氢 液体，有一定腐蚀性或刺激性。易分解，需避光，不易控制 过氧化钙 固体，与水反应缓慢、持续释放氧气 氯酸钠 固体，在催化剂的作用下，加热分解持续快速释放氧气 你选择的制氧剂是 ，理由是 。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) BD/DB CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O 将燃着的木条放到集气瓶口，如果熄灭说明已经满了 (3) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 防止固体粉末进入导管 收集的氧气更纯净 (4) 氯酸钠 持续快速释放氧气，贮存期长，且固体的重量轻、体积小 【详解】（1）由图可知①是长颈漏斗； （2）实验室中制取二氧化碳常用大理石和稀盐酸反应来制取，药品的状态为：固体+液体，反应条件为：不需要加热，所以应该选择B装置来制取二氧化碳气体，二氧化碳密度比空气大，能够溶于水，所以应该选择D装置来收集二氧化碳；反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O；因为二氧化碳不支持燃烧，所以检验二氧化碳集满的方法是：将燃着的木条放到集气瓶口，如果熄灭说明已经满了； （3）高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，试管口塞一团棉花的作用是防止固体粉末进入导管，E是排水法，用E收集氧气的优点是收集的氧气更纯净。 （4）因为过氧化氢易分解，需避光，不易控制的缺点，氧烛需要的贮存期长，它不能符合其需求； 过氧化钙与水反应缓慢，不适用于在缺氧环境急救，它不能符合其需求； 氯酸钠在催化剂的作用下，加热分解可以持续快速释放氧气，符合氧烛需求。 故选氯酸钠，因为它可以持续快速释放氧气，贮存期长，且固体的重量轻、体积小。 拓展培优 14.我国新型战略核潜艇具备相当强的水下续航和高速航行能力，为了探究潜艇用制氧器。小亮以爆炸盐(溶于水会产生和和为原料设计了如图所示简易装置加料后，在反应中起 作用。右舱中水的作用是 (答出一个即可)。小亮用带火星的木条放在出气口，观察到 。    【答案】 催化 观察产生氧气的速率（合理即可） 带火星的木条复燃 【详解】 过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，则二氧化锰的作用为催化作用； 将产生的氧气通入右舱中水的底部，能降温，给氧气加湿，同时还能通过产生气泡的速度观察产生氧气的速率； 氧气能使带火星的木条复燃，则将带火星的木条放在出气口，可观察到带火星的木条复燃。 15．（2025·江苏苏州·一模）O2在生产、生活和生命活动中发挥着重大作用。某兴趣小组以“氧气的制备”为主题开展研究性学习和实践活动。 Ⅰ．工业制氧 将空气除尘净化、加压、降温、蒸发可以制得大量液态氧气。 (1)工业制氧的原料中 （填“是”或“否”）含有氧分子。 Ⅱ．实验室制氧 实验室里现有KMnO4、MnO2、双氧水以及下列装置。 (2)仪器①的名称是 。 (3)用A装置制取O2，反应的化学方程式为 。 (4)利用双氧水制取并收集一瓶较为纯净的O2，需选择的装置有 （从A～E中选择）。若要测量生成氧气的体积，应把F装置的 端（填“a”或“b”）接入量筒。 (5)取下表中溶质质量相等的4组双氧水，分别加入0.2gMnO2，用排水法收集并读取每2分钟获得氧气的体积，处理20min内数据如题所图示。 【提醒】高浓度的双氧水易挥发且腐蚀性强，实验时需注意安全。 双氧水 浓度/% 密度/ 体积/mL 1 5 1.00 9.10 2 15 1.05 2.90 3 25 1.09 1.67 4 30 1.11 1.37 30%的双氧水比25%的双氧水产氧量少，可能的原因为 。 Ⅲ．家庭制氧 “便携式制氧机”可用于家庭保健供氧，某品牌制氧机如题图所示。用该制氧机制氧气时，在反应仓中加入适量水，再先后加入白色过碳酸钠颗粒和黑色二氧化锰粉末，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (6)过滤仓中的水除了可以过滤杂质提纯氧气外，还有 的作用。 Ⅳ．空间站内O2的再生 基于题图所示原理，利用“Sabatier”反应，将CO2转化为H2O，配合O2生成系统实现O2的再生。 (7)Sabatier系统中反应的方程式为 。 (8)进入氧气生成系统发生电解的水的质量 （填“＞“、“＜”或“＝”）Sabatier系统中生成的水的质量，原因是 。 【答案】(1)是 (2)分液漏斗 (3) (4) BD/DB a (5)过氧化氢溶液浓度高易挥发 (6)观察氧气速度、降温、观察有氧气逸出 (7) (8) ＞ 一部分氢元素进入甲烷或一部分氧元素进入一氧化碳，而甲烷、一氧化碳没有再进入反应体系 【详解】（1）工业采用分离液态空气的方法制取氧气，因此工业制氧的原料为空气，空气中含有氧气，氧气中含有氧分子； （2）仪器①的名称是分液漏斗； （3）用A装置制取O2，则反应物的状态为固体，反应条件需要加热，由于试管口塞有一团棉花，应为加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑； （4）双氧水在二氧化锰催化的条件下制取氧气，由于反应物的状态为固体和液体，反应条件不需要加热，则发生装置应选B；氧气密度比空气大，可采用向上排空气法收集，该反应收集的氧气较干燥，氧气不易溶于水，可采用排水法收集，该反应收集的氧气较纯净，故利用双氧水制取并收集一瓶较为纯净的O2，需选择的装置有BD。若要测量生成氧气的体积，选用F装置，利用氧气排出集气瓶中的水，排出水的体积即为进入瓶中氧气的体积，为方便将水排出，氧气应从短管进入，即从b端通入，则F装置的a端接入量筒； （5）20min时，30％的双氧水比25％的双氧水产氧量少，可能的原因是过氧化氢溶液浓度高易挥发，导致反应物减少，氧气产量减低； （6）过滤仓中的水起到降温的作用，能够降低氧气的温度；氧气不易溶于水，从过滤仓中有氧气流出时，会冒出气泡，因此过滤仓能起到观察有氧气逸出的作用，另外还有通过气泡冒出的快慢判断氧气产生的速度； （7）Sabatier系统中发生的反应为二氧化碳和氢气反应生成水、甲烷和一氧化碳，该反应的化学方程式为5H2+2CO2=CH4+3H2O+CO； （8）根据质量守恒定律化学反应前后元素的种类和质量不变可知，由于生成的甲烷中含有氢元素，则说明进入氧气生成系统的水中的氢元素的质量等于生成水的氢元素质量和甲烷中氢元素质量之和，故进入氧气生成系统发生电解的水的质量大于Sabatier系统中生成的水的质量。 16.为完成“了解家用制氧机”实践性作业，学习小组开展如下探究活动。 [活动一]了解实验室制氧原理 (1)用如图所示装置制备氧气。 ① 用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为 。 ② 用酒精灯给试管加热的操作是 。 ③ 从物质组成看，制取氧气的药品中都含有 。 [活动二]了解小型家用制氧机制氧原理 (2)某品牌家用“便携式制氧机”的制氧原理如图所示(内部结构透明)。 ① 将过碳酸钠和二氧化锰加入水中，过碳酸钠先分解，生成的H2O2再分解产生氧气。 H2O2分解的化学方程式为 。 ② 观察孔的作用是 。 ③ 与用高锰酸钾制氧气相比较，该方法更适宜家庭制氧的理由之一是 。 【答案】(1) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 先移动酒精灯给试管预热，再将酒精灯火焰对准药品加热 氧元素 (2) 观察氧气的产生速率等（合理即可） 不需加热，使用简便 【详解】（1）①高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑； ② 用酒精灯给试管加热的操作是先移动酒精灯给试管预热，再将酒精灯火焰对准药品加热； ③ 化学变化中元素的种类不变，从物质组成看，制取氧气的药品中都含有氧元素； （2）①过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：； ② 观察孔的作用是观察氧气的产生速率等； ③ 与用高锰酸钾制氧气相比较，该方法更适宜家庭制氧的理由之一是不需加热，使用简便。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 空气与水资源 跨学科实践活动1 制作简易供氧器 实验目的 1.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； 2.了解实现物质定量转化的方法； 3.综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题。 重点和难点 重点：通过氧气制取实验的复习，使知识经验结构化，初步形成原理→装置→实验室制取气体的一般思路。 难点：通过选择原理、绘制草图、动手制作等小组合作活动，综合应用化学与工程技术方法等跨学科知识初步制作项目作品，并作反思和改进。 ◆活动任务一 了解制氧机的工作原理 制氧机类型 便携式制氧机 氧烛 使用的药品 甲剂：过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)、乙剂：二氧化锰(MnO2) 氯酸钠、适量的催化剂、Mg粉 装置结构 工作原理 氧烛的工作原理基于氯酸盐高温分解释放氧气的化学反应。最常用的氯酸盐为氯酸钠： 氯酸钠 氯化钠＋氧气 使用方法 将A剂、B剂先后放入装好水的反应仓中，通过湿化瓶装置和鼻塞吸氧。 打开氧源盒盖，手握氧烛，拔出启动针，启动氧烛的反应机制，‌戴好鼻塞进行吸氧 主要用途 家用制氧机 医疗急救、军事 思考讨论： 1. 两类制氧机与实验室制氧气有何联系与区别？ 联系：它们都是用来提供氧气的不同技术或方法。 区别：它们的工作原理、使用场合、便携性以及操作的复杂性。①便携式制氧机和氧烛更侧重于在特定环境下的快速供氧能力，而实验室制氧气则侧重于通过化学反应在控制条件下产生氧气。②便携式制氧机和氧烛更适合于移动或无电源环境，而实验室制氧则多用于教育和科研环境。 2. 便携式制氧机是如何控制生成氧气的速率的？ 通过控制加入的试剂用量控制生成氧气的速率。 3. 从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。 使用效果：便携式制氧机能够提供稳定、连续的氧气供应，满足患者呼吸需求。氧烛能够通过燃烧产生氧气，氧气供应量有限，不适合长时间或大量氧气需求的情况，适合紧急情况下的快速供氧。 安 全：便携式制氧机配备有多种安全功能，如低氧浓度、低电量等自动警示功能。氧烛反应相对稳定，使用过程中会产生热量，可能会对周围环境造成一定的安全隐患。 经 济：便携式制氧机使用成本较低，不需要频繁更换氧气瓶。维护简单。氧烛单次成本低，但不适合频繁或长期使用。 耐用性：便携式制氧机设备设计紧凑，使用高质量的材料和组件，耐用性强。氧烛体积小、重量轻，便于携带，一次性使用设备，使用后即废弃，耐用性较低。 4. 氧烛中分解产生氧气的物质类似于氯酸钾，分解过程中需要加热，你认为可能是哪些物质在反应过程中提供了热量？ 为了确保整个放氧过程自动完成，通常需要在产氧药块中加入一定量的金属粉末作为燃料（如镁粉、铁粉等），以便产生瞬间高温，促使反应进行。 即学即练 1．下图为某种家用制氧机内桶的构造示意图。从投料口加入制氧剂一过碳酸钠和催化剂，过碳酸钠遇水迅速发生反应：。下列说法不正确的是 A．生成O2的反应在Ⅱ中发生 B．催化剂可以加速H2O2的分解 C．观察I中的气泡能判断生成O2的快慢 D．I和Ⅱ中水的作用相同 2.某化学兴趣小组对如下三个实验进行了探究： 【实验一】如图1是小组最终制成的简易制氧机成品，小组使用实验室常见制氧药剂，将一种白色粉末和黑色粉末的混合物装填在制氧机中。    回答下列问题： (1)写出该制氧机内发生反应的文字表达式： 。 (2)撞击火帽的目的是为了 。 【实验二】混制“富氧空气” (3)用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶（集气瓶容积为）氧气体积分数为的“富氧空气”，可使用图2所示装置，先在如图装置中装满水，再从导管 （填“a”或“b”）通入氮气，排出 水，然后再通入氧气排出水。 【实验三】探究二氧花锰、氧化铜对过氧化氢分解的催化效果，设计了如下对比实验：    (4)图3实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的原因是 。 (5)分析图4图像，根据 （写出比较的量），能得到二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 。 (6)图4中时间段反应速率逐渐变 （填“快”或“慢”），可能的原因是 。 ◆活动任务二 设计并制作一款简易的供氧器 1.制作简易制氧机的一般思路 （1）可参考的制取氧气原理： 过氧化氢 水 + 氧气 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 （2）根据适用的场景、原料来源、安全、环保、操作是否方便等确定简易制氧机原理：过氧化氢 水 + 氧气 2.设计的供氧器结构示意图 3.简易制氧器装置的分析与评价 组别 评价维度 制氧效果 装置外观 材料成本 使用便捷 小组1 良好 饮料瓶1元、注射器1元、吸管0.1元、输液管1元 （以上均可使用废弃器） 制取成本低、携带和使用方便 ... 注：请用简洁的语言进行评价。 4. 改进建议： 5.根据小组交流的结果，优化你的设计方案，动手制作一款简易家用供氧器，并撰写一份使用说明书。 即学即练 1.某兴趣小组在跨学科实践课上利用过碳酸钠(化学式为，加水会生成Na2CO3和H2O2)和二氧化锰制作了一台简易化学制氧机，如图所示。下列说法正确的是 A．该装置不能判断氧气生成的快慢 B．乙中多加水可以增大氧气在水中的溶解度 C．在实验过程中，二氧化锰作催化剂 D．产生的氧气可以用作燃料 2.下图是某班级项目学习小组的同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是 A．反应仓的药品可以是高锰酸钾 B．使用前，加湿仓应注满水 C．加湿仓类似于排水集气装置 D．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质 1、 装置设计易错点 1.‌加湿仓操作不当：加湿仓需注满水以润湿氧气并吸收反应放出的热量，否则可能导致氧气过于干燥或温度过高。错误示例：未注水直接使用，或误认为加湿仓仅用于过滤杂质。 2.‌储气瓶操作错误：若需从储气瓶的b管导出氧气，需通过a管注水排出氧气（利用气压差原理），而非直接倾倒装置。 3.‌未考虑密封性：装置气密性差会导致氧气泄漏。检查方法：关闭分液漏斗活塞，将导管末端浸入水中，用手紧捂锥形瓶，观察导管口是否有气泡。 2、 反应条件控制不当的原因 1. ‌浓度与催化剂不平衡：过氧化氢浓度过高（如30%）可能导致反应过快，产氧量反而减少（因催化剂无法充分接触反应物）。需根据制氧需求选择合适浓度的H2O2（如15%兼顾安全性和效率）。 2.‌温度未调控：过碳酸钠分解为放热反应，若未设计散热结构（如加湿仓），可能导致装置过热甚至损坏。 3、 注意简易制氧机的场景适配 1.‌室内外需求易混淆：室内供氧器需一体化设计（直接加水放入药剂即可使用），而户外需考虑便携性、防震性等。错误示例：户外装置体积过大或未密封，导致携带不便或氧气泄漏。 2.‌未针对特定需求优化：如医疗用供氧器需高纯度氧气，而鱼池增氧可接受较低纯度，需根据需求选择制氧原理（如分子筛法为物理变化，适用于高纯度需求）。 实践应用 1.在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。 I.选择合适的药品制取氧气 (1)过碳酸钠制氧。某款家用制氧机利用两种化学药剂[过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)和二氧化锰]同时加入水中制取氧气，装置如图1所示。 ①制氧机工作时发生了两步反应，写出第二步反应的化学方程式。 第一步：2Na2CO3•3H2O2═2Na2CO3+3H2O2；第二步： 。 ②图中“加湿过滤仓”的原理与下列 (填字母)装置类似。 (2)渗透膜法制氧。利用膜材料对气体分子的选择性渗透作用，在一定压力下，让空气通过氧气分离膜，可得到富氧空气，如图所示。 ①空气通过氧气分离膜时，氮分子渗透速率 (填“大于”或“小于”)氧分子渗透速率。 ②将通过氧气分离膜的气体收集在集气瓶中，证明瓶中收集到的气体是富氧空气的方法为 。 (3)氧烛制氧。氧烛制氧是密闭空间紧急供氧技术。一种氧烛主要含NaClO3，还有少量铁粉。其产氧原理为：触发铁粉燃烧，使NaClO3分解。 已知：2NaClO32NaCl+3O2↑。 ①NaClO3的理论产氧率[]为 (结果精确至0.1%)。 ②氧烛在使用时的产氧率明显低于理论值的原因可能是 。 ③这种氧烛在使用时，NaClO3在250℃左右即开始产氧，且速率较快。其原因可能是 。 II.设计鱼类运输供氧箱 任务1：选供氧剂 查阅资料：过氧化钙(CaO2)、过氧化钠(Na2O2)都能与H2O反应生成O2和相应的碱，反应原理：2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。前者反应速率缓慢，后者反应剧烈。 (4)CaO2与H2O反应速率比Na2O2缓慢的主要原因是： 。 (5)小组讨论后，认为鱼类运输供氧选择CaO2更好，理由是 。 任务2：设计装置 (6)为保证不同鱼类在运输中的存活率，需要监测水中溶氧量和温度。同学们在老师指导下，设计了如图4的鱼类运输供氧箱，其中微孔输氧棒的作用是 。利用该装置持续供氧30分钟，记录数据，如图5，可得出水中溶氧量随温度变化的规律为 。 考点一 以过氧化氢分解为基本原理自制供氧器（便捷式制氧机） 【例1】实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。 （1）用作催化剂，加热分解得到和KCl。该反应的化学方程式为______。 （2）装置中仪器X的名称为______。收集干燥氧气应选取的收集装置为______（选填字母）。 （3）搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开______（选填“”、“”或“”）处的螺丝，待调整后再拧紧。 （4）实验结束时，下列两步操作中先进行的是______（填序号）。 a．移走并熄灭仪器X b．断开试管与洗气瓶之间连接 Ⅱ、某款家用制氧机利用过碳酸钠（）和二氧化锰同时加入水中制取氧气。 已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为和。 ②可以将KI转化为I2。 （5）制氧机制氧说明（部分）见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 A剂 B剂 平均供氧量 （毫升/分钟） 供氧时间 （分钟） 配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15 配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25 配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15 ①A剂的成分是______。 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是______。 （6）按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验： ①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为______。 ②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为______。 ③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加______溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有。 【例2】化学学习小组的同学们开展跨学科实践活动，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作了如图所示的简易供氧装置，向右侧瓶中装入适量的水，向左侧瓶中加入制氧试剂，下列有关说法中，不正确的是（　　） A．该装置可根据需要调节氧气流量 B．左侧瓶中加入的制氧试剂是高锰酸钾 C．右侧瓶中的水有除杂、降温的作用 D．设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素 【变式1-1】如图是实验室常见的气体制取装置。解题要点 : 1.利用过氧化氢制取氧气原理： 2.自制简易供氧器： (1)仪器①的名称为 。 (2)实验室用装置A制取氧气时，写出反应的化学方程式 (3)能用D装置收集的气体，其密度应比空气 。用装置E收集氧气时，气体应从 (填“a”或“b”)端进入。 (4)如图为“简易制氧机”简图，下列说法不正确的是_____(填字母)。 A．甲剂和乙剂可能为过氧化氢溶液和二氧化锰 B．通过洗气室中的水可观察输出氧气的速率 C．制取氧气过程中洗气室压强减小 【变式2-1】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、吸管等设计并制作简易供氧器(如图)，其中药品A是过碳酸钠和二氧化锰的混合物(过碳酸钠遇水会生成H2O2)。回答下面小题。 1．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、吸管等进行实验，在该实验中相关说法错误的是 A．塑料瓶相当于锥形瓶 B．吸管相当于导管 C．注射器相当于长颈漏斗 D．该装置可控制反应速率 2．有关氧气性质的叙述错误的是 A．氧气是一种无色无味的气体 B．硫在氧气中燃烧，生成有刺激性气味的气体 C．红磷在空气中燃烧，产生大量白烟 D．水中的鱼虾能自由生活说明氧气易溶于水 考点二 以氯酸钠/氯酸钾分解为基本原理自制供氧器（氧烛） 【例3】氧烛是一种用于缺氧环境中自救的化学氧源，广泛用于航空、航海等领域，其主要成分为，还含有适量的催化剂、成型剂等。氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，主要反应原理为。一根氧烛大约可以供100个人呼吸1小时。下列说法不正确的是 A．氧烛是一种纯净物 B．氧烛不能与可燃物混装保存 C．氧烛制取氧气的反应为分解反应 D．在运输氧烛时，应避免其受到撞击 解题要点： 1.氧烛制氧机原理：氯酸钠 氯化钠＋氧气 2.自制简易供氧器： 【变式3-1】氧烛常为密闭空间应急氧源，某种氧烛产氧药块主要成分为（化学性质与相似）、金属粉（燃烧时放热，提供分解所需热量）和催化剂等。工作时敲击火帽点燃后即能持续燃烧并放出高纯氧气。下列说法中不正确的是    A．氧烛在工作时，有一定的照明功能 B．氧气主要来自产氧药块中的 C．金属粉质量不会影响释放出氧气质量 D．敲击火帽是产氧药块中某反应的条件 基础达标 学校兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图所示，请完成下面小题。 1．制氧时反应仓内黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。此时过滤仓中的水起不到的作用是 A．观察氧气生成的速率 B．降低吸入氧气温度 C．加快氧气的生成速率 D．过滤杂质提纯氧气 2．下列与“制氧机”实践课有关的说法错误的是 A．制取过程涉及化学变化 B．制取的氧气可用作燃料 C．制取完成后二氧化锰可回收再用 D．反应仓的仓体材料应选择无毒环保的 3．化学科学的本质是实验探究。如图1为实验室制取气体的常用装置，图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。 I．根据图1回答下列问题： (1)写出装置A中任意一种仪器的名称：   。 (2)实验室制取CO2的装置可选择 （填标号）来组装，发生装置中反应的化学方程式为 。 II．根据图2回答下列问题： (3)若试剂甲为MnO2，根据所学知识选择试剂乙，反应仓中产生O2的化学反应原理是 （用化学方程式表达）。 (4)加湿过滤仓中H2O的作用有 （填标号）。 a．吸收杂质提纯O2 b．观察O2产生的速率 c．加快O2的生成 d．保证供给O2的湿度需求 (5)调节供氧流速可以 （填具体操作）。 4.氧气是一种在生产、生活中有广泛用途的重要气体，如医疗急救、炼钢、气焊、化工等。为满足不同人群的需求，市面上有多种类型的制氧机。化学实践小组制作了一台简易“制氧机”，如图所示。 用该制氧机制氧气时，在反应仓中先加入适量水，再依次加入粉末状过碳酸钠（化学式为）和粉末状二氧化锰，即可持续、平稳地产生氧气。 (1)其制氧气的原理可分为两步：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢，；② （用化学方程式表示）。 【提出问题】充分反应后，若将反应仓内的混合物过滤，得到的滤液中溶质成分有哪些？ 【查阅资料】①在酸性条件下，过氧化氢能将KI转化为；②氯化钡溶液显中性。 【进行实验】将一定量粉末状过碳酸钠和粉末状二氧化锰置于水中至不再产生气泡，将反应后的混合物进行过滤。 (2)实验1：取少量滤液于试管中，滴加过量稀盐酸， （填实验现象），证明滤液中含有碳酸钠。 (3)实验2：继续向实验1反应后的溶液中滴加KI溶液，再滴加 溶液，溶液没有变为蓝色，证明滤液中不含过氧化氢。 【反思交流】过碳酸钠溶于水时生成碳酸钠，是否同时也会生成氢氧化钠？ (4)实验3：另取少量滤液于试管中，滴加过量的氯化钡溶液，目的是 ，反应的化学方程式是 。在不新增其它试剂的情况下，检验加入的氯化钡溶液是否过量的方法是 。 (5)待实验3充分反应后，静置，取上层清液，滴加几滴酚酞试液，溶液呈 色，证明滤液中不含氢氧化钠。 5.（2025•湖南湘潭一模）某学习小组开展跨学科实践活动，设计并制作一个简易供氧器，请回答以下问题： 任务一：回顾实验室氧气的制取与收集 （1）装置中仪器a的名称是 　 　 。 （2）实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶较纯净的氧气应选择的装置是 　 　 （填字母序号，从A﹣E中选择）。 任务二：制作简易供氧器 小湘同学利用过氧化氢分解产生氧气的原理，自制了一个简易供氧器如图所示。 （3）利用可以抽拉的金属丝，可实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，这样设计的优点是 　 　 。 （4）若想利用加湿仓中的水观察氧气的生成速率，大家认为加湿仓中的设计仍有不足，需调整其中的导管连接。请在图中合理补充导管的长度。 6．下图中甲、乙为实验室常用气体制备装置，某跨学科学习小组根据乙装置原理设计装配了一个简易制氧器，请回答下列问题。 (1)乙装置中a装置的名称为 。 (2)若选择甲装置制取氧气，请写出相应的化学方程式 。 (3)简易制氧器加入的A剂、B剂是 、 （用化学式填空）；若要得到干燥的氧气，洗气室中应该加入 （填名称）。 7．（2024·贵州毕节·三模）以实验为基础是化学学科的重要特征之一。(3)简易制氧器 某同学设计了一种简易制氧器如图所示。制氧剂为A、B两种固体物质，A是过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，B是二氧化锰。用注射器向甲装置中注水，过碳酸钠遇水会分解产生碳酸钠和过氧化氢。根据以上信息，写出简易制氧器中产生氧气的化学方程式 ，该反应的基本类型是 。将甲装置中生成的氧气通过乙装置后与人体连接，与人体连接的是 管(选填“a”或“b”)。 8．为完成“制取氧气”的实践性作业，学习小组开展如下活动。 (1)组装制取氧气装置可选择图中仪器 (填标号)。该套装置 (填“能”或“不能”)用于制取二氧化碳。 (2)甲同学使用 (填仪器名称)把二氧化锰装入容器中，反应的化学方程式为 。其中二氧化锰的作用是 。 (3)乙同学负责收集和验满气体。检验氧气的方法是 。 (4)若用装置Ⅰ收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入。若要干燥制取的氧气，则瓶中应盛放的液体试剂是 。 (5)设计制作简易制气器。 ①超氧化钾常温下与水反应生成氢氧化钾和氧气，产氧效率高，适合作制氧剂，上述反应的化学方程式为 。 ②丙同学利用家中常见的饮料瓶、吸管等设计并制作了简易制氧器，利用超氧化钾和水制取氧气，如图所示，其中甲瓶中水的作用是 。 9.中国“奋斗者”号载人潜水器坐底深度10909米，刷新我国载人深潜新纪录。在海底，AIP技术的常规潜艇和现代核潜艇采用电解水制氧装置，但还是会保留氧烛，氧烛的主要成分是NaClO3，在燃烧时产生氧气，还能提供光照，作为辅助光源使用。其他常规潜艇通过涂有过氧化钠的薄板(再生药板)，吸收二氧化碳，释放出氧气。在潜艇内，二氧化碳的含量控制在0.8%以下，每升空气中的一氧化碳的含量不得大于15毫升，氢气的含量为1%以下。规定不得将某些化妆品、剃须膏等带上艇，艇上的油漆以水基漆代替油基漆，选用防火耐高温的艇内绝缘材料。在密闭的舱室里，设置了空气除尘净化装置、放射性微尘测量收集装置、活性炭吸收器(主要用于厕所、厨房等)等装置，以净化浑浊的空气，保证舱室空气清新。 阅读分析，回答问题： (1)电解水制氧中“氧”指的是 (用化学用语表示)。 (2)氧烛的主要成分NaClO3在燃烧时产生氧气的化学方程式为 。 (3)再生药板制氧作为常规潜艇极普遍的制氧手段而在现代核潜艇上已经不再使用的主要原因是 。 (4)在现代核潜艇上还保留氧烛的原因是 。 (5)在潜艇上，氢气除来自蓄电池、核动力装置中水的辐照分解外，还有 ，舱内氢气含量限制在1%以下的原因是 。 综合应用 10.化学兴趣小组的同学们利用过氧化氢溶液和二氧化锰制作了一台简易化学制氧机，并用该制氧机制氧。以下有关分析中正确的是 A．二氧化锰是反应物之一 B．该反应说明分子可以再分 C．过滤仓中水的作用是控制反应速率 D．人体补氧是利用氧气能支持燃烧的性质 11.下图是某班级项目学习小组同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是 A． 反应仓的药品可以是氯酸钾和二氧化锰 B．使用前，加湿仓应注满水 C．加湿仓类似于排水集气装置 D．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质 12.某小组以“气体制备”为主题开展项目式学习。 (1)基础实验： ①仪器a的名称是 。 ②甲同学选用装置B制备CO2，反应时液面应不低于 (填“m”或“n”)位置。化学方程式为 。若用C装置收集一瓶CO2，选择的依据是 。 ③乙同学选用装置B制备O2，若要获得平稳的气体流速，可以将长颈漏斗换为 。若用装置D收集氧气，则最佳的收集时机是等到导管口有 时开始收集。 (2)跨学科实践：用如图2的自制“制氧机”制备O2。 【资料】 过碳酸钠加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2；Na2CO3易溶于水。 【操作】 在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。 【现象】 左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热；右瓶水中导管口有气泡冒出。 【评价】 ①右瓶中水的作用是 (写一个即可)。 ②实验后回收左瓶中二氧化锰的操作是： ，洗涤，干燥。 13．如图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置，请按要求回答下列问题： (1)写出仪器①的名称： 。 (2)实验室制取二氧化碳常选用的发生装置和收集装置是 （填字母），反应的化学方程式为 ；检验二氧化碳集满的方法是 。 (3)选用装置A制氧气，反应的化学方程式是 ，试管口塞一团棉花的作用是 ；用E收集氧气的优点是 。 (4)氧烛是一种简易制氧机。它体积小、重量轻，贮存期长，产氧量大，适用于在缺氧环境急救。有以下几种制氧剂，根据提供的信息选择一种适合氧烛的制氧剂。 制氧剂 使用过程中存在的问题 过氧化氢 液体，有一定腐蚀性或刺激性。易分解，需避光，不易控制 过氧化钙 固体，与水反应缓慢、持续释放氧气 氯酸钠 固体，在催化剂的作用下，加热分解持续快速释放氧气 你选择的制氧剂是 ，理由是 。 拓展培优 14.我国新型战略核潜艇具备相当强的水下续航和高速航行能力，为了探究潜艇用制氧器。小亮以爆炸盐(溶于水会产生和和为原料设计了如图所示简易装置加料后，在反应中起 作用。右舱中水的作用是 (答出一个即可)。小亮用带火星的木条放在出气口，观察到 。    15．（2025·江苏苏州·一模）O2在生产、生活和生命活动中发挥着重大作用。某兴趣小组以“氧气的制备”为主题开展研究性学习和实践活动。 Ⅰ．工业制氧 将空气除尘净化、加压、降温、蒸发可以制得大量液态氧气。 (1)工业制氧的原料中 （填“是”或“否”）含有氧分子。 Ⅱ．实验室制氧 实验室里现有KMnO4、MnO2、双氧水以及下列装置。 (2)仪器①的名称是 。 (3)用A装置制取O2，反应的化学方程式为 。 (4)利用双氧水制取并收集一瓶较为纯净的O2，需选择的装置有 （从A～E中选择）。若要测量生成氧气的体积，应把F装置的 端（填“a”或“b”）接入量筒。 (5)取下表中溶质质量相等的4组双氧水，分别加入0.2gMnO2，用排水法收集并读取每2分钟获得氧气的体积，处理20min内数据如题所图示。 【提醒】高浓度的双氧水易挥发且腐蚀性强，实验时需注意安全。 双氧水 浓度/% 密度/ 体积/mL 1 5 1.00 9.10 2 15 1.05 2.90 3 25 1.09 1.67 4 30 1.11 1.37 30%的双氧水比25%的双氧水产氧量少，可能的原因为 。 Ⅲ．家庭制氧 “便携式制氧机”可用于家庭保健供氧，某品牌制氧机如题图所示。用该制氧机制氧气时，在反应仓中加入适量水，再先后加入白色过碳酸钠颗粒和黑色二氧化锰粉末，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (6)过滤仓中的水除了可以过滤杂质提纯氧气外，还有 的作用。 Ⅳ．空间站内O2的再生 基于题图所示原理，利用“Sabatier”反应，将CO2转化为H2O，配合O2生成系统实现O2的再生。 (7)Sabatier系统中反应的方程式为 。 (8)进入氧气生成系统发生电解的水的质量 （填“＞“、“＜”或“＝”）Sabatier系统中生成的水的质量，原因是 。 24242222242 16.为完成“了解家用制氧机”实践性作业，学习小组开展如下探究活动。 [活动一]了解实验室制氧原理 (1)用如图所示装置制备氧气。 ① 用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为 。 ② 用酒精灯给试管加热的操作是 。 ③ 从物质组成看，制取氧气的药品中都含有 。 [活动二]了解小型家用制氧机制氧原理 (2)某品牌家用“便携式制氧机”的制氧原理如图所示(内部结构透明)。 ① 将过碳酸钠和二氧化锰加入水中，过碳酸钠先分解，生成的H2O2再分解产生氧气。 H2O2分解的化学方程式为 。 ② 观察孔的作用是 。 ③ 与用高锰酸钾制氧气相比较，该方法更适宜家庭制氧的理由之一是 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$