内容正文:
第一轮 教材复习·形成认知模型
跨学科实践活动4
基于特定需求设计和制作简易供氧器
2026中考
湖南·化学
通过经历家用制氧器的真实制作过程,了解制取氧气常见的化学反
应原理和装置,体验综合应用化学、数学等学科知识和工程技术手段解
决问题的基本思路,综合考虑使用环境和使用对象的特定需求,选择具
体的技术与工程方法,完成简易供氧器的设计和制作,体会化学学科知
识在生活、生产中的应用,感受科技对保障人类生命健康的重要意义。
氧气在生活、生产中都有着重要应用,目前市场上的制氧机按制氧原理主要分为三类:分离空气制氧、电解水制氧和化学试剂制氧。某校化学兴趣小组在老师带领下,对此开展了一系列的项目式探究活动。
例
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任务一 分离空气制氧
(1)(跨学科·物理)渗透膜法制氧。如图1所示,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。图中氮分子渗透速率 (填“大于”或“小于”)氧分子渗
透速率,该制氧过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
小于
物理
图1
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任务二 电解水制氧
(2)(化学与科技强国)中国空间站为科研人员提供了一个长期的在轨科研
实验平台,助力推动科技进步与创新。从长远发展考虑,目前中国空间
站已实现电解水制氧。白天空间站利用太阳能分解水(如图2),电解水装
置(如图3)可帮助理解其工作原理。
图2 图3
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①图3中,C管收集到的气体是 ,B是电源的 (填“正”或
“负”)极,水在通电条件下反应的化学方程式为
。
氧气
负
2H2O 2H2↑+
O2↑
图2 图3
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②(跨学科·物理)图2中,夜晚空间站利用氢氧燃料电池供能,该过程主
要是将 能转化为电能,能量转化方式与电解水相反。
化学
图2 图3
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任务三 化学试剂制氧
(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,还含少量铁粉。其产氧原理为:触发铁粉燃烧,使NaClO3分
解。已知:2NaClO3 2NaCl+3O2↑。
①(跨学科·数学)NaClO3的理论产氧率[m(O2)/m(NaClO3)]为
(结果精确至0.1%)。
45.1%
②氧烛在使用时的产氧率明显低于理论值的原因可能是
(写一条)。
铁粉的量不
足,导致供给的热量不足(合理即可)
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(4)过碳酸钠制氧。某款家用制氧机利用两种化学试剂[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4所示。
图4
①制氧机工作时发生了两步反应:
第一步:2Na2CO3·3H2O2 2Na2CO3+3H2O2;
第二步: (用化学方程式表示)。
2H2O2 2H2O+O2↑
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②(变式迁移)下列装置与图4中“加湿过滤仓”的原理类似的是 (填
字母)。
A B C D
B
图4
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任务四 设计并制作简易制氧机
(5)小丽同学设计制作的简易制氧机如图5所示。请据图回答,在制作简
易制氧机时,除反应原理、方法的选择外,还需考虑的因素有
(写一条)。
图5
反应条
件(或反应物的状态,合理即可)
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本讲内容结束
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