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同步练习-2025-2026学年九年级化学人教版上册

2025-2026学年化学人教版九年级上册 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 姓名： 班级： 一、选择题 1．如图是一种简易便携式制氧器，结合实验室制取氧气的有关知识，请你分析，下列说法中错误的是 A．该制氧器中的反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置 B．该装置不能判断氧气排出的快慢 C．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故 D．加湿过滤仓有湿润氧气的效果 2．劳动创造美好生活，下列跨学科实践活动涉及的化学知识错误的是（　　） 选项 实践活动 化学知识 A 设计和制作简易供氧器 制氧剂中一定含有氧元素 B 调查深圳本地空气主要污染物的种类 NO2的主要来源是交通尾气 C 用自制简易净水器净化深圳河河水 河水经净化后得到纯水 D 参观污水处理厂的处理流程 污水经物理、化学或生物方法分级处理 A．A B．B C．C D．D 3．过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）溶于水可产生H2O2，进而制得O2。实验小组利用此原理，自制简易供氧器（如图）制取O2。下列说法错误的是（　　） A．使用前应检查装置气密性 B．Ⅰ中的二氧化锰起催化作用 C．Ⅱ中的水可用于增加O2的湿度 D．该装置不能控制产生O2的快慢 4．对于缺氧环境或者处于缺氧状态的人群往往需要使用供氧设备补充氧气。学习小组参考 某供氧器原理（如下图所示），开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。回答问题。 （1）从元素守恒角度看，下列物质不能用于制取氧气的是（　　） A．NaCl B．H2O2 C．H2O D．KMnO4 （2）下列关于供氧器说法不正确的是（　　） A．供氧器原料的选择应考虑是否价廉易得 B．过滤仓导出的气体可用带火星的木条检验 C．供氧器内部气流采用低压进高压出的方式 D．过滤仓不仅可以过滤杂质还能使氧气变得湿润 5．下列跨学科实践活动涉及的化学知识不正确的是（　　） 选项 实践活动 化学知识 A 设计并制作简易供氧器 过氧化氢溶液可用作制氧剂 B 了解航天服的制造材料 聚氯乙烯管水冷层属于有机合成材料 C 调查家用燃料的变迁 天然气属于不可再生能源 D 用橡皮泥制作二氧化碳分子模型 二氧化碳分子由氧分子和碳原子构成 A．A B．B C．C D．D 6．化学学习小组开展学科实践活动，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，A是过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，它是一种白色固体，遇水会分解出H2O2，B是催化剂。下列说法不正确的是 A．甲装置中的B在反应前后质量和性质不变 B．乙装置中水有降温、判断氧气速率等作用 C．甲装置中注射器可控制反应速率 D．设计供氧装置需要综合考虑便捷、安全、环保等因素 7．自救呼吸器是自救、互救的逃生器具，设计思路如图1所示。常用生氧剂为超氧化钾（KO2）和超氧化钠（NaO2），均为黄色固体，它们能与CO2或H2O反应，生成白色固体和O2。等质量生氧剂的生氧性能如图2所示。已知人正常呼吸时需要生氧剂的生氧速度不低于1L/min。下列分析正确的是 A．生氧装置中实现了O2向CO2的转化 B．10分钟内，KO2自救呼吸器生氧速度更快 C．可以通过观察生氧剂颜色变化判断其是否失效 D．用NaO2做生氧剂的自救呼吸器有效防护时间更长 8．氧气在医疗急救中有重要作用。某化学小组对便携式制氧机产生兴趣，图一为制氧机工作原理。下列说法错误的是 A．制氧剂中一定含有氧元素 B．反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置 C．加湿过滤仓可以观察氧气输出速率 D．图二可用作加湿过滤仓，与病人相连的是b管 二、实验与探究 9．“鱼浮灵”是水产养殖中常见的增氧剂，主要成分是过碳酸钠，溶于水后生成碳酸钠(Na2CO3)和过氧化氢，能迅速增加水体溶氧量。“鱼浮灵”增氧的原理是什么? 猜想一：碳酸钠能分解出氧气； 猜想二：　 　能分解出氧气； 猜想三：碳酸钠能促进过氧化氢分解出氧气。 化学小组用列表法进行方案设计，并用溶解氧传感器测定实验数据： 注：“√”表示实验中已加入，“x”表示实验中未加入。 实验序号 物质 传感器数值( mg/L) 80 mL水 80mL4%H2O2溶液 2gNa2CO3固体 ① √ × × 4.60 ② √ √ × 8.76 ③ √ × √ 4.45 ④ √ √ √ 9.83 （1）实验①传感器出现数值，是因为常温下，氧气　 　(填溶解性)溶于水。 （2）对比实验①③可知，猜想　 　错误。 （3）对比实验②④发现，碳酸钠确实可以促进过氧化氢的分解，但不能确定碳酸钠就是该反应的催化剂，理由是　 　 （4）硫酸铜(CuSO4)可以做过氧化氢分解的催化剂，写出反应的文字或符号表达式：　 　 （5）收集一瓶实验④中的气体，如何证明该气体是氧气?(写出操作、现象和结论)　 　 10．完成下列小题 （1）实验室制取及性质检验 Ⅰ．图1中仪器a的名称是　 　。 Ⅱ．用高锰酸钾制取，应选择1图中的发生装置　 　(填字母)，反应的文字表达式为　 　。 Ⅲ．收集一瓶并进行性质检验。 操作 现象 结论 硫燃烧时，　 　(填字母)，生成刺激性气味的气体 A．产生大量白烟 B．生成黑色固体 C．发出蓝紫色火焰 具有氧化性 集气瓶中水的作用是　 　 （2）制作简易的家用制氧机 设计制作：制作简易的家用制氧机时，除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素。 动手实践：同学们在充分思考交流的基础上，利用家庭中常见材料，设计并制作了简易家用制氧机，如图2所示。其中A瓶中的反应物可能是　 　，B瓶的作用是　 　(填序号)： a．可观察氧气产生的速度b．可除去氧气中的杂质c．可提高产生氧气的速度 11．（一）气体制取及性质 （1）实验室制取的化学方程式为　 　，应选用的发生装置是　 　，不能选用D装置收集的原因是　 　。 （2）验证二氧化碳的化学性质 操作 现象 性质 将通入紫色石蕊溶液 　 　 能与水反应生成酸性物质 （二）跨学科实践活动 化学制氧机（原理图见下图）利用过碳酸钠、二氧化锰产生氧气。用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，过碳酸钠溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢，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。 （3）反应仓中产生氧气的化学方程式为　 　。 （4）加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，使氧气变得湿润，而且根据　 　来判断产生氧气的速率。 （5）在特定的环境下，人们需要携带简易供氧器。选择简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是　 　。（填序号） 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.实验条件是否易于控制 e．是否安全、环保 f.制得气体是否纯净 三、填空与简答 12．便携式供氧器广泛用于医疗急救、航空航天、水下作业等领域。某项目小组从制氧剂选择和装置优化等方面开展简易供氧器设计和制作的跨学科实践活动。 制氧剂 制氧原理 生产1kg氧气所需成本 30%过氧化氢溶液 　 约13元 氯酸钠 约11元 高锰酸钾 约148元 回答下列问题： （1）上表中生产1kg氧气所需成本最低的制氧剂是____(填标号)。 A．30%过氧化氢溶液 B．氯酸钠 C．高锰酸钾 （2）某同学设计的简易供氧器如图所示，制取氧气的化学方程式为　 　。 （3）上表中三种制氧原理均属于　 　(填基本反应类型)。 13．“化学氧呼吸自救器”是人在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境中使用的一种安全防护装置，内部装有颗粒状黄色固体超氧化钾(KO2)作为“制氧剂”(如图1所示)，其反应原理是利用超氧化钾与人体呼出的二氧化碳反应(4KO2+2CO2=2X+3O2)。 （1）使用化学氧呼吸自救器一段时间后，当观察到生氧剂　 　(填颜色变化)，则基本失效。 （2）X的化学式为　 　，超氧化钾中钾、氧元素的质量比为　 　。 （3）工作人员使用该化学氧呼吸自救器时，加入710g超氧化钾，若每分钟消耗8g氧气，计算产生的氧气可提供自救的时间(写出计算过程)。 （4）正常呼吸需要制氧剂的生氧速率不低于1L•min-1，相同质量的超氧化钾利超氧化钠(NaO2)的生氧性能如图2所示。其中选取KO2要优于NaO2，原因是　 　。 14．化学与社会生活联系紧密。 （1）生产食品时通常在其包装袋中充入氮气，目的是　 　。 （2）便携式制氧器如图所示，甲剂溶于水生成过氧化氢，乙剂为二氧化锰。写出过氧化氢在乙剂催化下生成氧气的反应的文字表达式：　 　，该反应的基本反应类型属于　 　，加湿过滤仓出来的氧气属于　 　（填“纯净物”或“混合物”）。 （3）救生舱在事故救援中起到了关键作用。救生舱中必须储备充足的氧气。若一个成年人每分钟大约要吸8L氧气，已知空气中氧气的体积分数为21%，则每分钟大约需要吸入的空气体积为　 　L（计算结果取整数）。 （4）如图是工业上利用分离液态空气的方法得到氧气的流程示意图FF1A 分离液态空气法的原理是利用氮气和氧气的　 　不同而将氮气和氧气分离。当打开一个装有液态空气的容器盖，并将一根燃着的木条置于容器口上方，观察到的现象是　 　。 四、科普阅读题 15．【科普阅读】生活中有时需要用到高浓度氧气，供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机。氧气瓶和氧气袋中的高浓度氧气一般用深冷法制得，该方法利用物质的沸点差异，从空气中分离出氧气。通过该方法得到的高浓度氧气中还会混有少量稀有气体。 制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等，其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图1.变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将氮气、氧气通过某种沸石分子筛，测定其对氮气、氧气的吸附情况、结果如图2（纵坐标数值越大，代表吸附量越大）。 吸氧对于缺氧人群有一定作用，但健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响，因此不能盲目吸氧。 A B 图3 （1）深冷法制氧利用了物质的　 　（填“物理性质”或“化学性质”）。 （2）由图2可知，25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2，证据是　 　。 （3）实验室用图3所示装置制取氧气，其反应原理是　 　 （写文字或符号表达式），加热时试管口要略向下倾斜，原因是　 　，若选择仪器B收集并验满氧气，验满的方法是：可采用　 　的木条在　 　（填“a”或“b”）口，观察木条若复燃，则氧气集满。 （4）健康人　 　（填“可以”或“不可以”）高流量吸氧。 参考答案 1．【答案】B 2．【答案】C 3．【答案】D 4．【答案】（1）A （2）C 5．【答案】D 6．【答案】A 7．【答案】C 8．【答案】D 9．【答案】过氧化氢；不易；一；实验中没有验证碳酸钠的质量以及化学性质不变；；将一根带火星的木条伸入实验④收集的气体瓶内，若木条复燃，则为氧气，反之，则不是氧气； 10．【答案】（1）锥形瓶；A；；C；吸收二氧化硫，防止污染空气 （2）过氧化氢溶液；ab 11．【答案】；B；二氧化碳密度比空气大；紫色石蕊溶液变红色；；产生气泡的速率；bf 12．【答案】（1）B （2） （3）分解反应 13．【答案】（1）黄色消失 （2）K2CO3；39：32 （3）解：设710g超氧化钾反应生成氧气的质量为x = x=240g 产生的氧气可提供自救的时间=240g÷8g/分钟=30分钟 答：产生的氧气可提供自救的时间为30分钟。 （4）超氧化钾生氧速率不低于1L•min-1的时间较长 14．【答案】（1）防止食品变质/防腐等 （2）过氧化氢水+氧气；分解反应；混合物 （3）38 （4）沸点；木条熄灭 15．【答案】（1）物理性质 （2）25℃时，随着吸附压的增大，氮气和氧气的吸附量差值逐渐增大 （3）/；防止高锰酸钾进入导管堵塞导管；带火星；b （4）不可以 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $