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课件--2025-2026学年九年级化学人教版上册

基于特定需求设计和制作简易供氧器 跨学科实践活动4 O2 O2 o2 o2 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 1 空间站 核潜艇 氧气的供应十分重要 1.不同场景下供氧器使用的制氧物质不同。 空间站：为宇航员提供持续的呼吸用氧，保障他们在太空中的生命活动 水产养殖：满足水生生物呼吸的需求，避免因缺氧导致鱼类浮头甚至死亡。 家庭氧疗：对呼吸系统疾病（如慢阻肺、哮喘）、心血管疾病患者， 以及身体虚弱、术后康复人群，能增加吸氧量、提高血氧， 缓解呼吸不畅；对高海拔居民、缺氧的普通人，可缓解缺氧、提神醒脑。 任务一：了解需求 有何特点 讨论：哪些人群在哪些场景或地域会用到供氧器？ 场景一： 空间站：水 4 空间站制氧气 通 电 H2 O2 CO2 1升 620升 24小时 H2O 甲烷 CH4 5 场景二： 水产养殖 2Na2CO3·3H2O2 2Na2CO3＋3H2O2 6 公司简介：杭氧集团股份有限公司 杭氧集团股份有限公司在制氧机领域拥有深厚的底蕴。其前身为杭州制氧机厂，始建于 1950 年，是新中国第一个专业制氧机生产企业，在工业制氧机领域已深耕 75 年。经过多年发展，如今的杭氧集团已成为国内空分设备制造行业的领军企业，并且在 20 多年前进军气体领域，业务不断拓展。 在研发上，杭氧组建了一支由实力专家和专业技术人才构成的研发团队。他们专注于制氧技术研究，持续攻克技术难题，推动产品迭代升级，使得品牌在技术层面始终保持前沿地位。例如，团队研发的分子筛变压吸附技术，显著提高了制氧效率和氧气纯度。 公司产品介绍 场景三：家庭氧疗 产品系列一 分子筛制氧机 分子筛为核心 膜分离制氧机 选透膜加压分离得氧 化学试剂制氧机 过氧化物反应制氧 分子筛制氧机内部结构 9 家庭氧疗:分子筛技术 10 家庭氧疗:膜分离技术 氧立得 A剂：过碳酸钠 B剂：二氧化锰 用量 配比 家庭氧疗:化学试剂技术 12 制氧机类型 核心部件 / 原理 制氧纯度 适用场景 特点 分子筛制氧机 分子筛，循环吸附分离 高纯度 家用、医用 应用广泛 膜分离制氧机 选透膜，加压分离 约 30% 低纯度需求场景 结构简单、低耗 化学制氧机 过氧化物反应 - 无电场合 无电便携，制量有限 谈一谈各个类型的优点： 任务二：获取信息 (1)液态供氧器：一般使用液氧作为氧气来源，将液氧加压并通过蒸发器转化为氧气。该型供氧器适用于长时间、大流量的氧气需求场景，如重症监护室、手术室等。 (2)气动供氧器：通常采用气动驱动泵或压缩机来加压提供气氧混合物，它具有气源质量稳定、噪声小、便携等特点，被广泛应用于医院、急救车、家庭护理等场景。 (3)电动供氧器：通常采用电动泵或压缩机来加压氧气，它具有自动化、便携等特点，常用于长期的家庭护理。 1. 市售某品牌家用制氧机结构如图所示 2. 阅读该市售制氧机的说明书，尝试进行实物演示与拆解，了解其组成、结构、工作原理和操作方法。 制氧机制氧操作： ①打开盖子，向左右仓加水至水位线； ②加入A剂、B剂，盖紧盖子，开始制氧。 任务二：获取信息 a.加湿仓中的液体是水，水的作用是 ⁠ (写一种)。 b. 推测A剂和B剂这两种试剂是 ⁠。 c. 从制氧原理、收集方法、仪器装置的类型三个角度分析家用制氧机与 实验室制取氧气的不同，并总结家用制氧机的组成特点。 除去氧气中可能含有的其他杂 质(或使氧气具有一定的湿度等，合理即可) 过碳酸钠、二氧化锰 家用制氧机 实验室制取氧气 制氧原理 2Na2CO3·3H2O2 2O＋O2↑ 2H2O2 2H2O＋O2↑ (或2KMnO4 K2MnO4 收集方法 排空气法 排水法(或排空气法) 装置类型 固液常温型 固液常温型 (或固体加热型) 2Na2CO3·3H2O2 2Na2CO3＋3H2O2、 2H2O2 2H2O＋O2↑ 2H2O2 2H2O＋O2↑ (或2KMnO4 K2MnO4＋ MnO2＋O2↑) 排空气法 排水法(或排空气法) 固液常温型 固液常温型 (或固体加热型) 总结： ⁠ 家用供氧器的组成特点是不需要加热，操作简便，可给氧气加 湿等(合理即可) d. 结合上述结果分析，家庭氧疗不选用实验室制氧物质的原因是: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⁠ ⁠ ⁠。 利用高锰酸钾制取氧气需加热，便捷性较差；而利用过氧化氢稳定性较 差，常温下能分解，可能导致使用制氧机时试剂已失效，无法制取氧气 等(合理即可) 1.拆解项目：便携式制氧机 任务三：自制制氧机 2. 设计草图 结合市面上的制氧机设计原理与实验室制氧装置，设计如下草图。(草图 仅供参考，你可以设计更棒的草图哦！) 任务三：自制制氧机 3. 请你为自己设计的简易制氧机写一份使用说明书，并结合产品为大家 展示(说明书可从产品特点、结构、制氧步骤、注意事项等方面写)。 活动检测 1. 兴趣小组同学在实践课上制作了如图所示简易制氧机，下列有关说法 不正确的是(　B　) A. 该供氧器可以在夏天给鱼缸的鱼供氧 B. 反应仓的试剂可以是高锰酸钾 C. 过滤仓利用了氧气不易溶于水的性质来保持氧气湿润 D. 可根据过滤仓中气泡的多少，来说明产生氧气的快慢 B 2. 初三一班的同学们分为3组开展制作制氧机的实践活动。 Ⅰ.产品分析：同学们对制作的三款产品展开如下表所示分析。 活动检测 组别 A组 B组 C组 试剂 过氧化氢、 二氧化锰 过碳酸钠、 二氧化锰 过氧化氢、 二氧化锰 优点 ⁠ ⁠ 将反应瓶与洗气瓶一 体化，方便携带 ⁠ ⁠ 操作简便(合理 即可) 可控制产生氧气的 速率(合理即可) 组别 A组 B组 C组 待改 进点 无洗气装置，制 得的氧气可能混 有杂质 反应瓶内压强较大， 反应瓶中液体进入洗 气瓶 反应瓶出气口接近液 面，可能导致 ⁠ ⁠ 反应瓶内液体进入 洗气瓶中 组别 A组 B组 C组 改进 方案 增加洗气装置 ⁠ ⁠ 将反应瓶出气口调高 等 将反应瓶中导管移至 Ⅱ.问题记录 同学们将自己制作产品过程中遇到的问题及解决方案和思考记录 下来，便于后续展开活动的同学参考。 (1)实验时，同学们利用A组产品在室温下制取氧气，一段时间后，透明塑 料瓶中未观察到明显现象，有同学认为没有氧气产生，请你分析该同学认 为没有氧气产生的原因并谈谈应如何解决 ⁠ ⁠ ⁠　 ⁠。 过氧化氢溶液浓度过低，产生 氧气速率较慢，实验现象不明显，可适当增大所用过氧化氢溶液的浓度 (或过氧化氢溶液失效，更换新的过氧化氢溶液展开实验等，合理即可) 活动检测 (2)B组产品在制氧过程中，连接反应瓶与洗气瓶的软管孔出现漏水现象， 此时同学们提出以下两种方案。 方案一：预留出软管位置，用保鲜膜包裹洗气瓶； 方案二：在漏水缝隙滴入玻璃胶(可粘接玻璃与其他材料，使各部分紧密 连接)。 你认为方案 更好，理由是 ⁠ ⁠。 二 用保鲜膜包裹仍存在缝隙，不能解决漏 水问题(合理即可) Ⅲ.作品评价与展示 (3)常见的市售制氧机能调节氧气的流量，从此角度分析， (填“A” “B”或“C”)组产品的结构更好。 C (4)针对该产品，某同学制作了产品使用说明书，请你补充注意事项。 制氧机使用说明书 产品名称：“氧不断”制氧机 安装和使用：1. 连接反应瓶与洗气瓶；2. 向洗气瓶中加入水；3. 先在 反应瓶中加入反应剂，后加入辅助剂；4. 反应瓶出现气泡后，等待半分 钟，从出气口吸氧。 注意事项： ① ⁠ ② ⁠ …… 制氧过程中装置不能倾斜 轻拿轻放(或远离明火及易燃物、制氧剂严禁食用等，合理即可) 2016 Blues 2612.2463 Lavf57.41.100 $