跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器-【决胜中考】2025年中考化学全程复习（安徽专版）

<《跨学科实践活动4>> 基于特定需求设计和制作简易供氧器 氧气是空气中的一种重要成分，是生物体呼吸不可或缺的物质，也是工业生产必备的原料，供氧器 在生产、生活中扮演着重要的角色。在老师的指导下，同学们为设计和制作供氧器开展了下列活动。 任务一：界定任务 【提出问题】 基于特定需求设计和制作简易供氧器需要考虑哪些方面的问题？设计思路是什么？ 【问题讨论】 小明同学认为，制作简易供氧器需要考虑 小华认为，反应物的组成中必须含有氧元素，她的依据是 通过小组讨论，同学们一 致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得氧气的纯度、制氧剂的用量和 配比等。根据反应物的状态及反应条件确定发生装置、根据氧气的 等确定收集装置。 任务二：建构模型 老师提供了以下实验装置，要求同学们选择装置用双氧水分解和加热高锰酸钾获得氧气，并学会验 证氧气的实验方法。 器 【设计实验】实践小组的同学选择了A、E装置，反应的化学方程式为 ,完成该实验还 缺少的一种用品是 ;创新小组的同学选用过氧化氢溶液制取氧气，应该选择的发生 装置为 【交流讨论】工业上需要大量的氧气，工业制氧的方法是利用液态氮和液态氧的 不同，采用 蒸发的方法将氮气和氧气进行分离。 任务三：市场调研 【模仿改造】化学制氧机（原理图见图1）利用过碳酸钠白色固体和二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳 酸钠(2N2CO3·3H2O2)加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。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，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。 口具 密封盖 气体通道 引发器 -0 初期生氧器 制氧剂 b 生氧罐 加湿过滤仓 反应仓 图1 图2 图3 32 跨学科实践活动 ()小科通过阅读说明书，了解它的工作原理。加湿过滤仓利用氧气 溶于水的原理，使氧气 湿润：根据加湿过滤仓中 ,可以判断氧气排出的快慢；夏天鱼缸中水里溶解氧的 量 ,可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧。 (2)验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法： (3)制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓） 的方式，可能的原因有 (4)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是 (填字母序号) 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.制得气体是否纯净 E.实验条件是否易于控制 F.是否安全、环保 (5)图2是某化学氧自救器“初期生氧器”的示意图，该化学氧自救器在工作初期，内部独立的“初期 生氧器”首先启动，以解决初期供氧不足的问题。“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等 成分。 ①“初期生氧器”主要依靠氯酸钾和二氧化锰制氧，其反应的化学方程式为 ②根据制氧反应条件可以推测铁粉的作用，铁粉与氧气反应会 ,从而使氯酸钾的 分解反应能持续进行。 【评价反思】展示环节，小英同学所在小组制作的简易供氧器（如图3）得到了大家的好评。并提出如 下修改意见：在导管出口处加装一个带有调气阀的鼻氧管，以提高适用性。 任务四：作品发布 通过查阅资料，同学们了解到潜水员、空间站中航天员使用的供氧原理不同。空间站供氧采用电解 水，其反应的化学方程式为 ;潜水员供氧装置的原理为2Na2O2+2CO2一 2X十O2,根据反应原理绘制了如下模拟供氧装置，其中X的化学式为 作为供氧装置，其不足之处是 跨学科实践活动 33错误；由化学式可知，磷酸钙由Ca、P、O三种元素组成，故D 正确。 9.A 10.(1)24:71 (2)解：设至少需要镁的质量是x。 Ticl,+2Mg高温2MECL,+T 48 48 12t 48x 4812tx=12t 答：至少需要镁的质量是12t。 11.(1)4.4[解析]根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总 质量不变，则反应中产生C02的质量为9g十50g-54.6g= 4.4g (2)解：设该小苏打样品中碳酸氢钠的质量为x。 2NaHCO+H,SO=Na SO+2CO2+2H2O 168 88 x 4.4g 168x 884.4gx=8.4g 则该小苏打样品中碳酸氢钠的质量分数为84多X100%≈ 9g 93.3%,93.3%<99%,所以包装袋上碳酸氢钠含量的标注 不准确。 答：该小苏打样品中碳酸氢钠的质量分数为93.3%，包装袋 上碳酸氢钠含量的标注不准确。 跨学科实践活动4基于特定需求设计和制作简易供氧器 任务一 反应物的状态反应条件反应前后元素的种类不变 密度和溶解度 任务二 2KMnO,△K,MnO,十MO,+O,+棉花B或C沸，点 任务三 (1)不易气泡的多少下降 (2)将带火星的木条放在导管口处，若木条复燃，说明气体是 氧气 (3)使氧气与水流充分接触，提高加湿效果（合理即可） MnO, (4)B(5)①2KCI0 2KC1+3O2↑②放热 任务四 通电 2H2O兰2H2↑十O2个NaCO3s氧气不纯，可能混有二氧 化碳（合理即可） 第六单元碳和碳的氧化物 安徽中考精选 1.(1)澄清石灰水变浑浊Fe,0.十3C0高温2Fe+3C0, 8 (2)十3(3)D中红棕色固体变黑色(4)缺少尾气处理装置 [解析](1)草酸钙分解产生CO和CO2,其中CO2使澄清石灰 水变浑浊：D中氧化铁和一氧化碳反应的化学方程式为FeO十 3C0商温2Fe十3C0,。(2)Fe,0,中氧元素化合价为-2价， 设铁元素化合价为x价，根据化合物中各元素正负化合价代 数和为零可得2.x+(-2)×3=0,得出x=+3,即FeO中 铁元素的化合价为十3价。(3)一氧化碳具有还原性，可以将 氧化铁（红棕色）还原为铁粉（黑色），所以从玻璃管中的现象 就可验证一氧化碳的存在。(4)由于分解产物中含有一氧化 碳，直接排放会污染空气，所以在D之后要加尾气处理装置， 以免污染空气。 2.(1)CaCO十2HCl-CaCl2十H2O+CO2个复分解反应 (2)①二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度 ②水(3)改变海水的pH,危害海洋生物健康 (4)植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解 (5)① 植物油 油)C0 水 COXH.OH.CO. ②取量筒内的少量水于试管中，滴加紫色石蕊溶液，若溶液变 红，说明二氧化碳进入水中（合理即可） [解析](1)碳酸钙与稀盐酸反应，是两种化合物互相交换成分 生成两种新的化合物的反应，属于复分解反应。(2)①由表中 数据可知，48小时后，与水接触的量筒内剩余二氧化碳的体积 为59l,说明二氧化碳在水中的溶解速率较慢，远小于二氧化 碳的产生速率，因此可以用排水法收集二氧化碳。②由表中数 据可知，排水法时二氧化碳的体积减小得更快，排食盐水法时 二氧化碳的体积减小得较慢，说明相同条件下，等体积水和食 盐水吸收CO2更多的是水。(3)二氧化碳和水反应生成碳酸， 碳酸呈酸性，可能会改变海水的pH,造成海洋系统环境改变， 危害海洋生物健康。(4)由题图2可知，相同时间内，有植物油 的量筒中二氧化碳减少得较慢，可以得出植物油可减缓二氧化 碳在水中的溶解。(5)①分子在不断运动，从【活动二】可知，二 氧化碳分子会进入水和油中，植物油中有油分子和二氧化碳分 子，水中有水分子、二氧化碳分子及二氧化碳与水反应生成的 碳酸分子。②二氧化碳进入水中会与水反应生成碳酸，溶液呈 酸性，可使紫色石蕊溶液变红色，可根据此性质设计实验。 3.D[解析]本题考查实验的设计。还原氧化铜需要高温的条 件，酒精灯的温度一般很难达到，需要加网罩提高火焰温度，A 正确；由于反应生成的一氧化碳不能完全反应，需要尾气处理， 可以用气球收集尾气，防止污染空气，B正确：氧化铜被还原为 金属铜，所以黑色粉末逐渐变为红色固体，C正确：装置中碳和 二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳再和氧化铜发生反应， 并不是碳和氧化铜反应，D错误。 4.A[解析]本题考查化学与环境。大量使用一次性餐具会加大