跨学科实践活动1 制作简易供氧器（讲义）化学新教材沪教版九年级上册

本讲义聚焦“空气与水资源”中氧气制取与应用的核心知识点，系统梳理实验室制氧原理（如过氧化氢分解、氯酸钾分解）与实际制氧装置（便携式制氧机、氧烛）的关联，通过“原理理解-装置分析-实践制作”的学习支架，构建从理论到应用的知识脉络。 该资料以跨学科实践活动为特色，通过设计简易供氧器任务，引导学生综合化学、工程知识平衡产氧效率与装置安全性，培养科学探究与实践能力。对比实验室与工业制氧装置差异，强化科学思维中的证据推理，结合安全环保要求渗透科学态度与责任。课中辅助教师开展实践教学，课后随学随练帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第二章 空气与水资源 跨学科实践活动1 制作简易供氧器 课标要点 1.1.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。 学习重难点 重点： 1.分析便携式制氧机与氧烛的药品选择、结构设计及工作逻辑； 2.对比实验室制氧与工业装置的异同，建立化学原理与实际应用的关联。 难点： 1.平衡“化学产氧效率”与“装置便携性/安全性”； 2.控制温度、催化剂等条件对产氧速率的影响，推导“反应条件—功能优化”的逻辑； 3.解决装置漏气、产氧不稳定等问题，实现“理论设计—实物搭建”的转化。 活动任务 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 空气 氯酸钠(NaC1O3)、铁粉或铝粉、二氧化锰等 装置结构 工作原理 便携式制氧机的工作原理主要是利用分子筛物理吸附和解吸技术。 便携式制氧机内部装填有分子筛，在加压时，分子筛会吸附空气中的氮气，而剩余的未被吸收的氧气则被收集起来。这一过程通过利用空气中各成分的冷凝点不同，在一定的温度下进行气液脱离，再进一步精馏得到高纯度的氧气。分子筛的吸附能力是有限的，因此当分子筛吸附了足够多的氡气后，需要进行再生以释放吸附的氮气。再生过程通常包括脱附和冲洗两个步骤：脱附时，通过降低分子筛的压力和温度，使其释放吸附的氮气；冲洗时，通过向分子筛中通入一定量的纯净空气，以清洁分子筛并准备好下一次的吸附过程。 氧烛的工作原理基于化学制氧剂在催化剂的作用下热分解产生大量氧气。除了氧化剂，为了点燃氧烛，通常会在制氧剂中掺杂铁粉或铝粉这样的金属单质，作为燃烧物，为反应提供所需要的热量。此外，铁加热燃烧后产生的四氧化三铁还能作为反应的催化剂，提高反应速率，降低分解温度。目前最常见的制氧剂是氯酸钠，但氯酸钠在分解过程中，在空气中水分的作用下，会产生剧毒物质氯气。因此，氧烛中会添加过氧化钡吸收副反应产生的氯气，以防止高浓度的氯气导致人立即休克甚至死亡。同时，为了防止整个圆柱体在高温下熔融变形，还需要加入硅藻土、二氧化硅、三氧化二铝等黏结剂提高氧烛强度。氯酸钠在受热催化下产生氧气，而金属粉末在燃烧过程中放出热量，有助于氯酸钠的分解。 使用方法 （1）安装电池和配件：首先，确保电池已正确安装到制氧机。通常将电池对准电池卡槽轻轻一推即可安装，不需要使用时，按着卡槽按钮不放，另一手轻轻一拉即可拆卸电池。此外，还需将吸氧管的一头接入制氧机的出氧口，另一头插入鼻腔，调整松紧环至合适状态即可。 （2）开机和挡位调节：长按开关按钮即可开机。加减按钮可用于调节供氧挡位。 （3）使用便携包：将充电口和出氧口分别对准便携包对应位置放入便携包内，便携包可手提，也可单肩背，以适应不同需求。 （4）加湿器的使用(如需)：如果使用加湿器，应先拧下加湿器的上盖，往加湿器中加入适量的蒸馏水或冷开水至上下水位标线之间。然后，将供氧器出氧管接到加湿器的供氧嘴上，将吸氧管接到加湿器的出氧嘴上。 撞击火帽点燃后，氧烛即可持续燃烧并放出高纯氧气 主要用途 家用制氧机 医疗急救、军事 保养 制氧机的保养主要包括一级过滤器和二级过滤器的定期清洗或更换。 氧烛为‌一次性化学产氧装置，无保养需求，严禁拆解或重复使用 随学随练 1．（2026·内蒙古鄂尔多斯·二模）如图所示是某兴趣小组设计的简易供氧器，下列有关说法不正确的是（ ） A．反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置 B．过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排出的快慢 C．输出的氧气可作为燃料 D．该装置可以给鱼缸中的鱼供氧气 2．（25-26九年级上·吉林·阶段检测）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 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： ① ② ③ ④ ⑤ （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： 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 控制好双氧水的滴加速率，可以达到很好的制氧效果 材料成本较低 制取成本低、携带和使用方便 注：请用简洁的语言进行评价。 改进建议：针管容量较小，对需氧量大的情况需要频繁地从盛双氧水的仪器中取用双氧水。改成大储量的加注仪器或者产氧量多的试剂。 4. 优化的设计方案如下： 装置图 装置介绍 左边部分为制氧装置，用于制取氧气，右边部分为检测氧气流速和供给呼吸的工具。 结构与工作原理 利用化学反应制取氧气，使用的制氧剂是过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)和黑色的二氧化锰(MnO2)粉末。水中的过碳酸钠在二氧化锰的催化作用下发生分解反应，生成碳酸钠(Na2CO3)、氧气(O2)和水，同时释放热量。 使用方式 准备好氧气面罩、氧气呼吸管等设备，正确使用，将面罩贴合脸部，打开弹簧夹，调节分液漏斗，控制氧气流量，保持正常呼吸。 使用注意事项 1.供氧器应放在通风良好的地方，避免阳光直射和靠近热源。 2.装置气密性要良好，不能漏气。 3.在使用供氧器时，应避免与易燃物品接触，以免发生火灾等安全事故。 4.供氧器使用一段时间后，会积累一定的细菌，需要做好清洁和消毒工作。 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。 随学随练 1．（2025·内蒙古赤峰·一模）化学兴趣小组基于“老人、学生、高原高反旅游人群”开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 任务一：探究反应原理 某品牌便携式制氧机(如图1所示)，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体，B是二氧化锰。过碳酸钠溶于水会分解生成碳酸钠和过氧化氢。该小组同学完成了图2所示装置的探究实验，观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃；乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃。 （1）实验结论：_____。 任务二：分析该便携式制氧机装置特点 图3为该便携式制氧机的装置及供氧原理示意图。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，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 （2）反应仓中生成氧气，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是_____(填字母)。 A．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成 （3）图3反应仓中“b通道”相当于图4装置中的_____(选填“c”或“d”)导管。 （4）温度越高，制氧机产生氧气速率越快，为了保证制氧速率的稳定，夏天制氧机反应仓加入水的量比冬天多，原因是_____。 任务三：制作简易的家用制氧机 图5是实验小组用矿泉水瓶、双氧水和二氧化锰自制的简易供氧器。 （5）氧气能从瓶乙中逸出，是因为氧气_____。 （6）该简易家用制氧机，其中甲瓶的作用相当于图3中的_____仓。 （7）除需考虑反应原理、方法外，还需考虑很多方面的因素，例如：_____(写一条)。 任务四：从生活走向化学 （8）根据制取气体的一般思路，如果在实验室中利用过碳酸钠，水和二氧化锰制取氧气，可以选择的发生装置_____(填序号)，收集氧气可用装置C或D_____。(请你在方框内画出氧气的另一种收集装置图) 2．（25-26八年级上·山东泰安·期末）实验室常用下列装置来制取氧气： （1）用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气时，可用B作为发生装置，该发生装置的优点是：_____。 （2）用高锰酸钾制取氧气时，反应的文字表达式：_____，如果选A装置作为发生装置，需要改进的地方是：______。 （3）用F装置收集氧气，为了证明氧气已经集满，需将带火星的木条放在_____端管口，若木条复燃，则已集满。 （4）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体加热来制氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。若制取并收集氨气，选择的装置组合是_____。 （5）为验证氧气的某些物理性质，小组同学收集一塑料瓶干燥的氧气，进行图2所示实验，测得氧气体积分数随时间变化曲线如图3所示。BC段曲线下降幅度明显超过AB段，体现氧气的性质是_____。 （6）高原旅行由于空气稀薄，吸入的氧气量不足，易引发高原反应；高原空气湿度低，直接吸入干燥氧气会引发呼吸道不适。甲同学在咨询老师并与AI深度交流后，与学习小组一起，进行了跨学科实践“高原旅行简易供氧器”的制作。 简易供氧器模型设计(如图4)： 制氧原理： I.，II.在二氧化锰催化下生成氧气。 ①写出步骤II反应的符号表达式：_____。 ②实验室制取氧气的发生装置相当于图5中_____(填“加湿过滤仓”或“反应仓”)。 拓展 装置设计易错点 1. 两类制氧机与实验室制氧气有何联系与区别？ 2. 便携式制氧机是如何控制生成氧气的速率的？ 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。 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？ 解题贴士 1.便携式制氧机主要利用分于筛物和解吸技术，从空气中分离出原有的氧气。氧烛和实验室制取氧气都是通过化学药品反应制取氧气，只不过使用的药品不同。氧烛需要快速产生氧气，且需要的氧气量大，而实验室需要的氧气量少，且反应速率不能过快。 2.便携式制氧机内部结构通过感应芯片系统来控制供氧气的频率与流量。当使用者呼吸时，鼻吸管中会出现一个负压信号，这个信号通过压力传感器转化为电信号，然后由单片机截取吸气阶段极早期的信号。这样，控制氧气输出的阀总能在适当的时候输出氧气，从而实现了对氧气生成速率的精确控制。此外，便携式制氧机还设计了多个挡位，每个挡位对应的流量不同，能耗也不同。 3.（1）便携式制氧机 优点：方便患者随时随地进行氧疗，不需要频繁前往医院或诊所接受治疗。随身携带的制氧机体积小，重量轻，可以方便地放入背包或手提包中，便于携带。 缺点：价格较高；使用寿命相对较短，需要经常更换零部件和保养，增加了使用成本和使用频率；便携式制氧机的氧气储量和流量有限，无法满足所有患者的需求。 （2）氧烛 优点：高蓄氧量、稳定性、快速产氧、产氧量大、设备体积小、重量轻以及储存期长。 缺点：氧气和燃料需分别储存，燃料消耗快速，者存成本高。 4.金属如铁、铝等。 活学活用 1．（24-25八年级下·上海·阶段检测）化学兴趣小组在学习了实验室制氧气之后，查阅资料利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出H2O2，药品B是一种黑色粉末状催化剂，以下说法错误的是（ ） A．注射器的作用相当于分液漏斗 B．输出的氧气可作为高能燃料 C．乙瓶利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润 D．根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢 2．（2025·河北邯郸·三模）化学兴趣小组开展“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 活动1：认识供氧器 下图1为某款家用制氧机结构示意图。 （1）制氧机观察窗的作用是_______。 （2）加湿仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是_______。 活动2：自制供氧器 学习小组利用身边物品，模仿市售制氧机，自制了如图2的简易供氧器。 （3）利用可以抽拉的线绳，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_______（答一点）。 （4）若想利用B装置监测产生氧气的气流速度，B图中有一处不足之处，你的改进措施是_______。 （5）验证B瓶导出的气体是氧气的方法是_______。 （6）制作简易供氧器在选择反应原理时，需要考虑的因素有________（填字母）。 A．原料是否廉价易得 B．反应速率是否适中 C．制得气体是否纯净 D．是否安全、环保 题型 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 （2026·河北唐山·二模）化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。自制了一个简易制氧机如图所示，下列说法错误的是（ ） A．通过抽拉钢丝可控制两种药品的接触进而控制反应 B．右瓶中水的作用之一是监测氧气产生的速率 C．为获得大量氧气可向左侧加入满瓶的过氧化氢溶液 D．可采用蒸发的方法从反应废液中回收二氧化锰 解题贴士 1.利用过氧化氢制取氧气原理： 2.自制简易供氧器： ▌对点练1-1 （2026·广东肇庆·一模）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 ▌对点练1-2 （24-25九年级上·福建漳州·期中）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、输液管等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出H2O2，药品B是一种黑色粉末状催化剂，下列与制作简易供氧器项目有关说法错误的是（ ） A．乙瓶是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润 B．输出的氧气可作为高能燃料 C．根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢 D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧 题型 以氯酸钠/氯酸钾分解为基本原理自制供氧器（氧烛） ▌例2（2026·陕西咸阳·模拟预测）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 解题贴士 1.氧烛制氧机原理：氯酸钠 氯化钠＋氧气 2.自制简易供氧器： ▌对点练2-1（2025·山西晋中·二模）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 ▌对点练2-2（2026·福建·预测模拟）氧烛是一种便携式供氧设备(如下图)。产氧药块由氯酸钠(分解时吸收热量为QkJ·g-1)、金属粉末(燃烧时提供氯酸钠分解所需的热量)和少量催化剂组成。某兴趣小组拟自制氧烛，火帽为确定每100g氯酸钠需要添加金属粉末的质量[m(金属)]，查得下表数据： 金属 铁 铝 镁 燃烧放出热量/（KJ•g-1） 4.73 31.02 24.74 下列说法正确的是（ ） A．m(金属)只能采用不同比例的金属和氯酸钠在空气中实验获得 B．m(金属)只能通过氯酸钠分解吸收热量与金属燃烧放出热量进行理论药块计算确定 C．m(金属)过小将使氧烛中反应无法持续进行，过大将减小产氧量 D．不用催化剂时，分别使用铁、铝、镁作燃料，m(Fe)最小 基础通关 1．（2025·山西晋中·二模）兴趣小组的同学们在老师的指导下设计了如图所示的简易供氧器。图甲为供氧器的工作原理，下列说法正确的是（ ） A．制氧剂可能是高锰酸钾 B．反应仓相当于实验室制取氧气的收集装置 C．加湿过滤仓中水的作用之一是加快生成氧气的速率 D．图乙用作加湿过滤仓时，a管与病人相连 2．（2025·陕西咸阳·模拟预测）氧气和水是人类和动植物不可缺少的生命物质，围绕这两种物质，同学们进行了跨学科实践活动设计，下列方案不合理的是（ ） A．自制简易鱼缸供氧器 B．自制简易净水器 C．自制电解水装置 D．自制海水淡化装置 3．（26-27九年级·全国·暑假作业）氧烛制氧是密闭空间紧急供氧技术，装置如图所示，有一种氧烛主要成分为氯酸钠(化学性质与氯酸钾相似)，同时还含适量的催化剂、镁粉(镁粉燃烧时提供氯酸钠分解所需的热量)等。下列说法不正确的是（ ） A．氧烛制氧过程属于化学变化 B．氧烛中发生的反应只有分解反应 C．运输“氧烛”时应避免其受到撞击 D．镁粉太少会使反应无法持续进行，镁粉太多将减少氧气的输出量 4．（25-26九年级上·全国·课后作业）化学学习小组开展学科实践活动制作简易供氧器，简易供氧器中的固体药剂是A和B，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．甲装置是反应仓，乙装置是洗气仓 B．供氧器中的固体B一定是二氧化锰固体 C．利用供氧器输氧，病人应从丙装置b端连接吸气 D．甲图注射器中的水可以控制反应速率，乙中的水有除杂、降温的作用 5．（25-26九年级上·江苏徐州·期中）氧烛制氧是密闭空间紧急供氧技术，装置如图所示，有一种氧烛主要成分为氯酸钠(化学性质与氯酸钾相似)，同时还含适量的催化剂、镁粉(镁粉燃烧时提供氯酸钠分解所需的热量)等。下列说法正确的是（ ） A．氧烛制氧过程属于物理变化 B．氧烛中发生的反应只有分解反应 C．氧气密度比较大，所以使用时装置必须倒置 D．镁粉太少会使反应无法持续进行，镁粉太多将减少氧气的输出量 6．（24-25九年级上·广西河池·期末）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药品，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药品是高锰酸钾 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 7．（23-24九年级上·四川成都·期末）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 素养提升 8．（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢？在老师的指导下，同学们开展了下列活动。 I．利用实验室的试剂和生活中的材料自制如图“制氧机” 已知：过硫酸钠(Na2S2O8)与水反应生成硫酸钠(Na2SO4)和氧气。利用相关药剂和生活中的材料自制简易“制氧机”(如图1)，实验过程中观察到大塑料瓶瓶壁温热，瓶内产生气泡，与输液管相连的小塑料瓶内也有气泡冒出。 （1）小塑料瓶中水的作用是___________(写一条)。 （2）制“富氧空气”。小组同学用纯氮气及上述实验制取的氧气在如图2装置中混制一瓶(集气瓶容积为300mL)氧气体积分数为40%的“富氧空气”，气体应从装置的___________(“a”或“b”)端通入，先通入氮气排出150mL水，再通入氧气排出___________mL水。 Ⅱ．空间站需源源不断为宇航员呼吸提供O2 已知：氯酸盐受热均可分解，氯酸钠(NaClO3)和氯酸钾的化学性质相似，NaClO3固体受热分解产生O2，其原理是。均匀添加于其中的适量金属锰(Mn)在O2中燃烧可生成二氧化锰，有助于快速产生O2. （3）加热NaClO3固体产生O2属于___________反应(填基本反应类型)。 （4）添加金属Mn的作用是___________。 9．（24-25八年级下·山东烟台·期末）氧气与人体健康关系密切，不同需求环境采用不同的制氧方法。 （1）图是某便携式家用供氧器供氧原理示意图。过碳酸钠加水溶解会分解生成和。供氧时，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，液体变得浑浊，仓壁变得温热，有气泡冒出。反应仓中生成氧气的化学方程式是_______，该供氧器设置加湿仓的目的除了润湿、便于观察氧气输出速率外，还有_______。 （2）膜分离法制氧是在一定压力下将空气透过分离膜，利用氧气和氮气渗透速率的不同，实现氧氮分离。渗透速率较快的气体在膜的渗透侧富集，渗透速率慢的气体被截留。医疗上用此方法富集氧气，则氧气的渗透速率_______(填“大于”、“小于”或“等于”)氮气的渗透速率。适当升高温度有助于提高制氧速率，从微观角度分析其原因是_______。 （3）氧烛制氧是密闭空间紧急供氧技术。一种氧烛主要含，还有少量铁粉，其产氧原理为：触发铁粉燃烧，使分解，反应的化学方程式为：。我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性，其计算公式为：原子利用率=目标生成物的质量/参加该反应所有反应物的总质量。 ①利用氧烛制氧，原子利用率为_______(结果精确至0.1%)。 ②氧烛在实际使用时的产氧率明显低于理论值，若反应充分进行，试推测其原因是_______。 10．（2025·湖南怀化·模拟预测）气体制备是初中化学重要的实验素养。选择下图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。 （1）仪器E的名称是_____。 （2）该实验不必选择的仪器有_____（填字母，不重复选用仪器）。 （3）用图1装置收集一瓶，验满的方法是_____。 （4）加强跨学科实践活动的教学是培养学生化学学科素养的重要手段。图2是学生用矿泉水瓶制作的简易供氧器。使用时，可向左瓶中加入二氧化锰和_____溶液制取。 迁移创新 11．（2025·福建泉州·模拟预测）化学兴趣小组在“供氧装置学习与设计”的跨学科实践活动中，开展如下活动。 （1）学习原理。“氧烛”被常用于紧急供氧：如图甲所示，利用固体燃料一产氧药块(由氯酸钠和一定量的镁粉、二氧化锰等混合制成)制氧气。氯酸钠需在300℃左右才能进行分解产生氧气。若温度过低，反应会终止，若温度过高，则产生大量氯气。 ①启动“氧烛”时，按压点火装置，产氧药块中镁粉与氧气先发生反应，该反应的目的是___________，便于产氧药块中氯酸钠分解。 ②产氧药块中镁粉量不能过多，原因是除了会消耗过多氧气外，还会___________。 ③“氧烛”的填充材料会影响其放氧时间(即完成反应的时间)和外壳温度。兴趣小组同学分别测试了三种情况下“氧烛”的放氧时间及外壳温度，结果如图乙所示。由图乙分析，“氧烛”应选择的填充材料是___________(选填“A”或“B”)。 （2）设计装置。图丙为“紧急供氧器”，进料口加入的物质是过碳酸钠(溶于水会产生和)和二氧化锰；左、右舱中均有一定体积的水。 ①供氧器中制氧气的化学方程式为___________。 ②右舱中的水能润湿氧气，原理与图丁中___________(填序号)装置类似。 12．（24-25九年级上·江苏镇江·期中）请结合如图回答问题。 （1）写出标号仪器的名称：①_____；②_____。 （2）加热氯酸钾和二氧化锰制取并收集一瓶较纯净的氧气，应选用的装置组合是A和_____(填字母)，该反应的符号表达式是____。 （3）若用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，应选择的发生装置是___(填字母)。可用D装置收集氧气的原因是_____。 （4）某同学取溶质质量相等的4组双氧水，分别加入0.2gMnO2，用排水法收集并测得数据如图1所示。 【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。 30%的双氧水比25%的双氧水产氧量少，可能的原因是____。 （5）“便携式制氧机”可用于家庭保健供氧，某制氧机的工作原理如图2所示。 ①A剂为过碳酸钠固体(2Na2CO3·3H2O2)，B剂为二氧化锰。制氧机工作时发生了两步反应： 第一步：； 第二步：_____(用符号表达式表示)。 ②氧气能从加湿过滤仓内的水中逸出，是因为____。 ③该制氧机的制氧剂选择过碳酸钠固体而不选择过氧化氢溶液的原因是____(填字母)。 A．过碳酸钠是颗粒物，易于保存 B．过氧化氢运输储存不方便 C．过氧化氢浓度较大时，具有腐蚀性 13．（25-26九年级上·山西运城·期中）制氧机在生产、生活中有重要应用。同学们围绕以下四项任务进行了跨学科实践活动，并对有关问题进行了思考和探究。 任务一：了解家用制氧机的工作原理 【市场调研】市面上有多种家用制氧机，由于制氧的原理不同，各家用制氧机的使用特点也不同。家用制氧机制氧的主要原理有分子筛、高分子富氧膜、氧烛制氧等。 【讨论交流】 （1）分子筛和防毒面具里的活性炭都具有多孔结构，且孔径均匀，二者的工作原理相似，由图可知其制氧原理为___________氮气。 （2）氧烛的制氧原理是通过氯酸钠()受热分解生成氯化钠和氧气，该反应的化学方程式为___________。 任务二：探索空间站内制氧原理 【查阅资料】我国空间站的氧气来源于环境控制与生命保障系统中的电解制氧子系统。 【模拟实验】 （3）同学们根据空间站制氧原理进行如下实验。 实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论 ①在装置内装满水(含有少量硫酸钠溶液)，接通直流电 两电极上均有无色气泡产生，___________，一段时间后，a、b管内气体体积比约为 电解水能生成氧气 ②切断电源，用___________ b管口木条燃烧更旺，a管口气体燃烧 【反思评价】 （4）空间站内作为反应原料的水的来源是___________(写一条)。 （5）上表中的实验装置可以探究的实验内容是___________。 任务三：了解不同氧含量下，人的感觉 【调研访谈】氧含量与人体的反应关系如下图所示。 【分析交流】 （6）结合上图信息，请写出使用供氧器时的一条启示：___________。 任务四：尝试设计制作高原供氧器 【设计制作】 （7）制作高原所用供氧器时，除需考虑反应原理、还需要考虑很多方面的因素，如：___________(举一例)。 【成果分享】氧气与人体健康关系密切，在特定环境下，人们制氧需要综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题。 14．（25-26八年级下·山东德州·期中）化学是一门以实验为基础的科学，请根据所给装置回答问题。 （1）写出图1中仪器名称：①_______；②______。 （2）实验室用高锰酸钾制取时，图1中应选择的发生装置为______（填字母），反应的化学方程式为___________。 （3）小光用塑料材料自制了图2的简易供氧器，若用E装置收集，气体应从_____（填“a”或“b”）端通入。 （4）“氧烛”是一种便携式供氧设备（如图3），常用作潜艇和空间站的应急氧源。产氧药块中的主要成分是氯酸钠，在撞击作用下会生成氯化钠和氧气，写出该反应的化学方程式___________，其所属的基本反应类型是_____反应。 15．（2026·云南楚雄·一模）制氧机在生产、生活中应用广泛，学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 【任务一】了解制氧机制氧原理 某品牌制氧机使用说明书如图1所示： （1）该制氧机的制氧原理： ①第一步：过碳酸钠分解生成碳酸钠和过氧化氢，反应的化学方程式为； ②第二步：_________（用化学方程式表示）。 制氧机为什么不选择过氧化氢溶液作制氧剂？ 小组同学分别在100g溶质质量分数为9.1%的过碳酸钠溶液与100g溶质质量分数为3.0%的过氧化氢溶液中加入1.5g二氧化锰进行对比实验，利用氧气传感器测出9.1%过碳酸钠溶液与3.0%过氧化氢溶液分别产生氧气的曲线如图2。 （2）综合分析，家用制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择3.0%过氧化氢溶液的理由是______（填字母）。 A．过碳酸钠是固体，便于携带和保存 B．过碳酸钠能持续、平稳地提供氧气 C．相同时间内相同条件下，过碳酸钠比过氧化氢溶液产生氧气的体积更多 【任务二】认识制氧机的构造 制氧机的结构示意图如图3所示。 （3）过滤仓起到的作用是_________。 （4）验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是_________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 空气与水资源 跨学科实践活动1 制作简易供氧器 课标要点 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。 学习重难点 重点： 1.分析便携式制氧机与氧烛的药品选择、结构设计及工作逻辑； 2.对比实验室制氧与工业装置的异同，建立化学原理与实际应用的关联。 难点： 1.平衡“化学产氧效率”与“装置便携性/安全性”； 2.控制温度、催化剂等条件对产氧速率的影响，推导“反应条件—功能优化”的逻辑； 3.解决装置漏气、产氧不稳定等问题，实现“理论设计—实物搭建”的转化。 活动任务 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 空气 氯酸钠(NaC1O3)、铁粉或铝粉、二氧化锰等 装置结构 工作原理 便携式制氧机的工作原理主要是利用分子筛物理吸附和解吸技术。 便携式制氧机内部装填有分子筛，在加压时，分子筛会吸附空气中的氮气，而剩余的未被吸收的氧气则被收集起来。这一过程通过利用空气中各成分的冷凝点不同，在一定的温度下进行气液脱离，再进一步精馏得到高纯度的氧气。分子筛的吸附能力是有限的，因此当分子筛吸附了足够多的氡气后，需要进行再生以释放吸附的氮气。再生过程通常包括脱附和冲洗两个步骤：脱附时，通过降低分子筛的压力和温度，使其释放吸附的氮气；冲洗时，通过向分子筛中通入一定量的纯净空气，以清洁分子筛并准备好下一次的吸附过程。 氧烛的工作原理基于化学制氧剂在催化剂的作用下热分解产生大量氧气。 除了氧化剂，为了点燃氧烛，通常会在制氧剂中掺杂铁粉或铝粉这样的金属单质，作为燃烧物，为反应提供所需要的热量。此外，铁加热燃烧后产生的四氧化三铁还能作为反应的催化剂，提高反应速率，降低分解温度。目前最常见的制氧剂是氯酸钠，但氯酸钠在分解过程中，在空气中水分的作用下，会产生剧毒物质氯气。因此，氧烛中会添加过氧化钡吸收副反应产生的氯气，以防止高浓度的氯气导致人立即休克甚至死亡。同时，为了防止整个圆柱体在高温下熔融变形，还需要加入硅藻土、二氧化硅、三氧化二铝等黏结剂提高氧烛强度。氯酸钠在受热催化下产生氧气，而金属粉末在燃烧过程中放出热量，有助于氯酸钠的分解。 使用方法 （1）安装电池和配件：首先，确保电池已正确安装到制氧机。通常将电池对准电池卡槽轻轻一推即可安装，不需要使用时，按着卡槽按钮不放，另一手轻轻一拉即可拆卸电池。此外，还需将吸氧管的一头接入制氧机的出氧口，另一头插入鼻腔，调整松紧环至合适状态即可。 （2）开机和挡位调节：长按开关按钮即可开机。加减按钮可用于调节供氧挡位。 （3）使用便携包：将充电口和出氧口分别对准便携包对应位置放入便携包内，便携包可手提，也可单肩背，以适应不同需求。 （4）加湿器的使用(如需)：如果使用加湿器，应先拧下加湿器的上盖，往加湿器中加入适量的蒸馏水或冷开水至上下水位标线之间。然后，将供氧器出氧管接到加湿器的供氧嘴上，将吸氧管接到加湿器的出氧嘴上。 撞击火帽点燃后，氧烛即可持续燃烧并放出高纯氧气 主要用途 家用制氧机 医疗急救、军事 保养 制氧机的保养主要包括一级过滤器和二级过滤器的定期清洗或更换。 氧烛为‌一次性化学产氧装置，无保养需求，严禁拆解或重复使用 随学随练 1．（2026·内蒙古鄂尔多斯·二模）如图所示是某兴趣小组设计的简易供氧器，下列有关说法不正确的是（ ） A．反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置 B．过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排出的快慢 C．输出的氧气可作为燃料 D．该装置可以给鱼缸中的鱼供氧气 【答案】C 【解析】A、反应仓中发生产生氧气的反应，相当于实验室制取氧气的发生装置，故选项说法正确； B、氧气通过过滤仓中的水时会产生气泡，气泡的多少可以反映氧气排出的快慢 ，故选项说法正确； C、氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能作为燃料，故选项说法错误； D、该装置产生的氧气可以通入鱼缸中，给鱼缸中的鱼供氧气，故选项说法正确； 故选：C。 2．（25-26九年级上·吉林·阶段检测）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 【解析】（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 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： ①过氧化氢 水 + 氧气 ②高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 ③氯酸钾 氯化钾 + 氧气 ④水 氢气 +氧气 ⑤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 控制好双氧水的滴加速率，可以达到很好的制氧效果 材料成本较低 制取成本低、携带和使用方便 注：请用简洁的语言进行评价。 改进建议：针管容量较小，对需氧量大的情况需要频繁地从盛双氧水的仪器中取用双氧水。改成大储量的加注仪器或者产氧量多的试剂。 4. 优化的设计方案如下： 装置图 装置介绍 左边部分为制氧装置，用于制取氧气，右边部分为检测氧气流速和供给呼吸的工具。 结构与工作原理 利用化学反应制取氧气，使用的制氧剂是过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)和黑色的二氧化锰(MnO2)粉末。水中的过碳酸钠在二氧化锰的催化作用下发生分解反应，生成碳酸钠(Na2CO3)、氧气(O2)和水，同时释放热量。 使用方式 准备好氧气面罩、氧气呼吸管等设备，正确使用，将面罩贴合脸部，打开弹簧夹，调节分液漏斗，控制氧气流量，保持正常呼吸。 使用注意事项 1.供氧器应放在通风良好的地方，避免阳光直射和靠近热源。 2.装置气密性要良好，不能漏气。 3.在使用供氧器时，应避免与易燃物品接触，以免发生火灾等安全事故。 4.供氧器使用一段时间后，会积累一定的细菌，需要做好清洁和消毒工作。 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。 随学随练 1．（2025·内蒙古赤峰·一模）化学兴趣小组基于“老人、学生、高原高反旅游人群”开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 任务一：探究反应原理 某品牌便携式制氧机(如图1所示)，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体，B是二氧化锰。过碳酸钠溶于水会分解生成碳酸钠和过氧化氢。该小组同学完成了图2所示装置的探究实验，观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃；乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃。 （1）实验结论：_____。 任务二：分析该便携式制氧机装置特点 图3为该便携式制氧机的装置及供氧原理示意图。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，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 （2）反应仓中生成氧气，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是_____(填字母)。 A．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成 （3）图3反应仓中“b通道”相当于图4装置中的_____(选填“c”或“d”)导管。 （4）温度越高，制氧机产生氧气速率越快，为了保证制氧速率的稳定，夏天制氧机反应仓加入水的量比冬天多，原因是_____。 任务三：制作简易的家用制氧机 图5是实验小组用矿泉水瓶、双氧水和二氧化锰自制的简易供氧器。 （5）氧气能从瓶乙中逸出，是因为氧气_____。 （6）该简易家用制氧机，其中甲瓶的作用相当于图3中的_____仓。 （7）除需考虑反应原理、方法外，还需考虑很多方面的因素，例如：_____(写一条)。 任务四：从生活走向化学 （8）根据制取气体的一般思路，如果在实验室中利用过碳酸钠，水和二氧化锰制取氧气，可以选择的发生装置_____(填序号)，收集氧气可用装置C或D_____。(请你在方框内画出氧气的另一种收集装置图) 【答案】（1）有氧气生成且二氧化锰能加快过碳酸钠分解速率 （2）AB （3）c （4）降低反应物的浓度、减慢反应速率等 （5）不易溶于水且不和水反应 （6）反应 （7）矿泉水瓶和吸管的耐热性（合理即可） （8） B 【解析】（1）实验过程中观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃，乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃，说明有氧气生成且二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率； （2）A、由于氧气不易溶于水，所以可以通过观察过滤仓中的水中气泡产生的快慢来观察氧气输出的速率，故A符合题意； B、由于用该制氧机制氧时，放出热量，氧气温度较高，则氧气通过过滤仓中的水可降低温度，故B项符合题意； C、过滤仓中的水对氧气 生成快慢没有影响，故C不符合题意； 故选AB； （3）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则检验方法为将带火星的木条放在过滤仓a口处，若木条复燃，证明是氧气； （4）温度越高，制氧机产生氧气速率越快，为了保证制氧速率的稳定，夏天制氧机反应仓加入水的量水比冬天多，是因为加入过量的水能降低反应物的浓度，减慢反应速率； （5）氧气能从水中逸出，说明氧气不易溶于水且不和水反应； （6）据图可知，甲瓶是双氧水在二氧化锰催化作用下生成氧气，作用相当于图3中的反应仓； （7）除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，还需要考虑试剂的成本、原料是否安全、材料是否耐用等； （8）实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取较纯净的氧气，反应物状态是固体和液体，反应条件是常温，则应选B固液反应常温型装置； 氧气密度比空气大，且不易溶于水，可选用排水法收集（C）或向上排空气法收集，如图。 2．（25-26八年级上·山东泰安·期末）实验室常用下列装置来制取氧气： （1）用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气时，可用B作为发生装置，该发生装置的优点是：_____。 （2）用高锰酸钾制取氧气时，反应的文字表达式：_____，如果选A装置作为发生装置，需要改进的地方是：______。 （3）用F装置收集氧气，为了证明氧气已经集满，需将带火星的木条放在_____端管口，若木条复燃，则已集满。 （4）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体加热来制氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。若制取并收集氨气，选择的装置组合是_____。 （5）为验证氧气的某些物理性质，小组同学收集一塑料瓶干燥的氧气，进行图2所示实验，测得氧气体积分数随时间变化曲线如图3所示。BC段曲线下降幅度明显超过AB段，体现氧气的性质是_____。 （6）高原旅行由于空气稀薄，吸入的氧气量不足，易引发高原反应；高原空气湿度低，直接吸入干燥氧气会引发呼吸道不适。甲同学在咨询老师并与AI深度交流后，与学习小组一起，进行了跨学科实践“高原旅行简易供氧器”的制作。 简易供氧器模型设计(如图4)： 制氧原理： I.，II.在二氧化锰催化下生成氧气。 ①写出步骤II反应的符号表达式：_____。 ②实验室制取氧气的发生装置相当于图5中_____(填“加湿过滤仓”或“反应仓”)。 【答案】（1）控制反应发生速率 （2） 在试管口放置一团棉花 （3）n （4）AD/AF （5）密度比空气大 （6） 反应仓 【解析】（1）用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，属于固液不加热型反应，选用B装置，可根据反应情况，随时控制发生反应速率。故应填写：控制反应发生速率； （2）高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，其化学的文字表达式为；如果选用A装置作为发生装置，应在试管口放置一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。故应填写：；在试管口放置一团棉花； （3）由于氧气密度比空气密度大，如果用F装置收集氧气时，气体应从m口进，n口出。故需将带火星的木条放在n端管口，若木条复燃，则已集满。故应填写：n； （4）氯化铵固体和碱石灰固体加热制取氨气，属于固体加热型反应，发生装置可选用A，由于氨气无色、有刺激性气味、密度比空气小且极易溶于水，收集氨气时可选用D或F。所以制取并收集氨气可选用装置AD或AF。故应填写：AD##AF； （5）打开瓶盖前180s时，AB段氧气体积变化不大，但180s后氧气体积下降迅速，是由于氧气密度比空气密度大，倒置瓶子后，氧气会向下逸出，氧气体积分数下降幅度明显超过AB段。故应填写：密度比空气大； （6）过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，其反应的符号表达式为；实验室制取氧气时，发生装置是用于进行化学反应产生氧气的容器。图5中，反应仓是发生反应的位置，加湿过滤仓的作用是对生成的氧气进行加湿处理，因此实验室制取氧气的发生装置相当于图5中的反应仓。故应填写：；反应仓。 拓展 装置设计易错点 1. 两类制氧机与实验室制氧气有何联系与区别？ 2. 便携式制氧机是如何控制生成氧气的速率的？ 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。 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？ 解题贴士 1.便携式制氧机主要利用分于筛物和解吸技术，从空气中分离出原有的氧气。氧烛和实验室制取氧气都是通过化学药品反应制取氧气，只不过使用的药品不同。氧烛需要快速产生氧气，且需要的氧气量大，而实验室需要的氧气量少，且反应速率不能过快。 2.便携式制氧机内部结构通过感应芯片系统来控制供氧气的频率与流量。当使用者呼吸时，鼻吸管中会出现一个负压信号，这个信号通过压力传感器转化为电信号，然后由单片机截取吸气阶段极早期的信号。这样，控制氧气输出的阀总能在适当的时候输出氧气，从而实现了对氧气生成速率的精确控制。此外，便携式制氧机还设计了多个挡位，每个挡位对应的流量不同，能耗也不同。 3.（1）便携式制氧机 优点：方便患者随时随地进行氧疗，不需要频繁前往医院或诊所接受治疗。随身携带的制氧机体积小，重量轻，可以方便地放入背包或手提包中，便于携带。 缺点：价格较高；使用寿命相对较短，需要经常更换零部件和保养，增加了使用成本和使用频率；便携式制氧机的氧气储量和流量有限，无法满足所有患者的需求。 （2）氧烛 优点：高蓄氧量、稳定性、快速产氧、产氧量大、设备体积小、重量轻以及储存期长。 缺点：氧气和燃料需分别储存，燃料消耗快速，者存成本高。 4.金属如铁、铝等。 活学活用 1．（24-25八年级下·上海·阶段检测）化学兴趣小组在学习了实验室制氧气之后，查阅资料利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出H2O2，药品B是一种黑色粉末状催化剂，以下说法错误的是（ ） A．注射器的作用相当于分液漏斗 B．输出的氧气可作为高能燃料 C．乙瓶利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润 D．根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢 【答案】B 【解析】A、注射器相当于分液漏斗，可通过注射器控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，选项正确； B、氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能作燃料，选项错误； C、乙瓶将氧气通入水中，氧气又从水中逸出，是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润，选项正确； D、根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢，可以据此控制生成氧气的速率，选项正确。 故选B。 2．（2025·河北邯郸·三模）化学兴趣小组开展“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 活动1：认识供氧器 下图1为某款家用制氧机结构示意图。 （1）制氧机观察窗的作用是_______。 （2）加湿仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是_______。 活动2：自制供氧器 学习小组利用身边物品，模仿市售制氧机，自制了如图2的简易供氧器。 （3）利用可以抽拉的线绳，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_______（答一点）。 （4）若想利用B装置监测产生氧气的气流速度，B图中有一处不足之处，你的改进措施是_______。 （5）验证B瓶导出的气体是氧气的方法是_______。 （6）制作简易供氧器在选择反应原理时，需要考虑的因素有________（填字母）。 A．原料是否廉价易得 B．反应速率是否适中 C．制得气体是否纯净 D．是否安全、环保 【答案】（1）观察是否有气泡产生和产生气体的快慢 （2）湿润氧气，且可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率（合理即可） （3）可以控制反应的发生和停止（合理即可） （4）将a导管延长并伸入到水面以下 （5）将带火星的木条放在B瓶b导管口处，若带火星的木条复燃，说明该气体为氧气 （6）ABCD 【解析】（1）制氧机观察窗的作用是观察是否有气泡产生和产生气体的快慢； （2）加湿仓的中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是：湿润氧气，且可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率； （3）利用可以抽拉的线绳，可实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，从而控制反应的发生和停止，故优点是：可以控制反应的发生和停止； （4）若想利用B装置监测产生氧气的气流速度，应将a导管延长并伸入到水面以下，这样才可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率； （5）氧气具有助燃性，验证B瓶导出的气体是氧气的方法是：将带火星的木条放在B瓶b导管口处，若带火星的木条复燃，说明该气体为氧气； （6）A、需要考虑原料是否廉价易得，应选择成本低、容易获取的原料，以确保可行性和经济性，符合题意； B、需要考虑反应速率是否适中，反应速率应适中，过快可能导致氧气释放失控，过慢则无法满足需求，符合题意； C、需要考虑制得气体是否纯净，这样才能收集到所需的气体，符合题意； D、需要考虑是否安全、环保，避免产生有毒或易燃易爆物质，确保操作过程安全，减少意外风险，符合题意。 故选ABCD。 题型 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 （2026·河北唐山·二模）化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。自制了一个简易制氧机如图所示，下列说法错误的是（ ） A．通过抽拉钢丝可控制两种药品的接触进而控制反应 B．右瓶中水的作用之一是监测氧气产生的速率 C．为获得大量氧气可向左侧加入满瓶的过氧化氢溶液 D．可采用蒸发的方法从反应废液中回收二氧化锰 【答案】C 【解析】A、利用装置中可以抽拉的钢丝实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，可以控制反应的发生和停止，故选项说法正确； B、右瓶中的水可以观察到冒泡情况，从而监测氧气产生的速率，故选项说法正确； C、若左瓶加入“满瓶”的过氧化氢溶液，不但难以控制反应，还会因没有空间容纳生成的氧气而导致液体外溢，故选项说法错误； D、反应后，二氧化锰并未消耗且不溶于水，可采用蒸发的方法从反应废液中回收二氧化锰，故选项说法正确。 故选：C。 解题贴士 1.利用过氧化氢制取氧气原理： 2.自制简易供氧器： ▌对点练1-1 （2026·广东肇庆·一模）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 【答案】A 【解析】A、甲装置中的B是催化剂，在反应前后质量和化学性质不变，说法错误，符合题意； B、氧气不易溶于水，则乙装置中水可以降低氧气的温度，同时通过观察气泡冒出的速率判断氧气产生的速率，说法正确，不符合题意； C、甲装置中通过推动注射器的活塞，可以控制水的滴加速率，从而控制反应速率，说法正确，不符合题意； D、设计供氧装置时需要综合考虑便捷、安全、环保等因素，以满足实际使用的需求， 说法正确，不符合题意。 故选：A。 ▌对点练1-2 （24-25九年级上·福建漳州·期中）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、输液管等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出H2O2，药品B是一种黑色粉末状催化剂，下列与制作简易供氧器项目有关说法错误的是（ ） A．乙瓶是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润 B．输出的氧气可作为高能燃料 C．根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢 D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧 【答案】B 【解析】A、由于氧气不易溶于水，所以氧气可以通过乙瓶中的水，使氧气湿润。A正确； B、氧气具有助燃性，没有可燃性，不能作高能燃料。B错误； C、由于氧气不易溶于水，所以通过乙中的水可产生气泡，根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢。C正确； D、夏天温度升高，氧气在水中溶解度变小，为保障鱼缸中的鱼正常呼吸可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧。D正确。 综上所述：选择B。 题型 以氯酸钠/氯酸钾分解为基本原理自制供氧器（氧烛） ▌例2（2026·陕西咸阳·模拟预测）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 【解析】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。 解题贴士 1.氧烛制氧机原理：氯酸钠 氯化钠＋氧气 2.自制简易供氧器： ▌对点练2-1（2025·山西晋中·二模）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 【解析】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。 ▌对点练2-2（2026·福建·预测模拟）氧烛是一种便携式供氧设备(如下图)。产氧药块由氯酸钠(分解时吸收热量为QkJ·g-1)、金属粉末(燃烧时提供氯酸钠分解所需的热量)和少量催化剂组成。某兴趣小组拟自制氧烛，火帽为确定每100g氯酸钠需要添加金属粉末的质量[m(金属)]，查得下表数据： 金属 铁 铝 镁 燃烧放出热量/（KJ•g-1） 4.73 31.02 24.74 下列说法正确的是（ ） A．m(金属)只能采用不同比例的金属和氯酸钠在空气中实验获得 B．m(金属)只能通过氯酸钠分解吸收热量与金属燃烧放出热量进行理论药块计算确定 C．m(金属)过小将使氧烛中反应无法持续进行，过大将减小产氧量 D．不用催化剂时，分别使用铁、铝、镁作燃料，m(Fe)最小 【答案】C 【解析】A、m(金属)既可以通过实验获得也可以通过计算确定，错误；B、m(金属)既可以通过实验获得也可以通过计算确定，错误；C、该装置应是利用金属燃烧放出热量，供氯酸钠分解，分解产生的氧气又供给金属燃烧，所以金属的质量过小将使氧烛中反应无法持续进行，过大过度消耗氯酸钠分解产生的氧气，正确；D、不用催化剂时，分别使用铁、铝、镁作燃料，m(Fe)最大。故选C。 基础通关 1．（2025·山西晋中·二模）兴趣小组的同学们在老师的指导下设计了如图所示的简易供氧器。图甲为供氧器的工作原理，下列说法正确的是（ ） A．制氧剂可能是高锰酸钾 B．反应仓相当于实验室制取氧气的收集装置 C．加湿过滤仓中水的作用之一是加快生成氧气的速率 D．图乙用作加湿过滤仓时，a管与病人相连 【答案】D 【解析】A、高锰酸钾制氧气需要加热，根据图甲可知，该反应在常温下就可以进行，所以制氧剂不可能是高锰酸钾，故选项错误； B、反应仓产生氧气，相当于实验室制取氧气的发生装置，故选项错误； C、水不能加快氧气生成的速率，但可根据加湿过滤仓水中气泡的多少，观察氧气的输出速率，故选项错误； D、氧气密度比水小，则氧气应从b导管进入，a导管导出，所以与病人相连的是a管，故选项正确。 故选：D。 2．（2025·陕西咸阳·模拟预测）氧气和水是人类和动植物不可缺少的生命物质，围绕这两种物质，同学们进行了跨学科实践活动设计，下列方案不合理的是（ ） A．自制简易鱼缸供氧器 B．自制简易净水器 C．自制电解水装置 D．自制海水淡化装置 【答案】B 【解析】A、自制简易鱼缸供氧器，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，氧气不易溶于水且不与水反应，故该方案设计合理，不符合题意； B、自制简易净水器，应按从上至下的顺序用小卵石除去颗粒较大的不溶性杂质，用石英砂除去颗粒较小的不溶性杂质，用活性炭吸附水中的异味及色素，用蓬松棉滤去活性炭，用纱布支撑、将各部分隔离开，故该方案设计不合理，符合题意； C、自制电解水装置，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2:1，故该方案设计合理，不符合题意； D、自制海水淡化装置，海水在太阳光的作用下蒸发变成水蒸气，再冷凝得到淡水，故该方案设计合理，不符合题意。 故选：B。 3．（26-27九年级·全国·暑假作业）氧烛制氧是密闭空间紧急供氧技术，装置如图所示，有一种氧烛主要成分为氯酸钠(化学性质与氯酸钾相似)，同时还含适量的催化剂、镁粉(镁粉燃烧时提供氯酸钠分解所需的热量)等。下列说法不正确的是（ ） A．氧烛制氧过程属于化学变化 B．氧烛中发生的反应只有分解反应 C．运输“氧烛”时应避免其受到撞击 D．镁粉太少会使反应无法持续进行，镁粉太多将减少氧气的输出量 【答案】B 【解析】A、氧烛主要成分有氯酸钠(化学性质与氯酸钾相似)，则氯酸钠会分解生成氧气，有新物质生成，属于化学变化，该选项说法正确； B、镁燃烧消耗氧气，生成氧化镁，该反应为多种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，该选项说法不正确； C、氧烛通过撞击火帽引发反应，因此运输时应避免撞击，防止意外启动，该选项说法正确； D、镁粉燃烧消耗氧气并提供氯酸钠分解所需的热量，因此镁粉太少会使反应无法持续进行，镁粉太多将减少氧气的输出量，该选项说法正确。 故选：B。 4．（25-26九年级上·全国·课后作业）化学学习小组开展学科实践活动制作简易供氧器，简易供氧器中的固体药剂是A和B，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．甲装置是反应仓，乙装置是洗气仓 B．供氧器中的固体B一定是二氧化锰固体 C．利用供氧器输氧，病人应从丙装置b端连接吸气 D．甲图注射器中的水可以控制反应速率，乙中的水有除杂、降温的作用 【答案】B 【解析】A、简易供氧器中的固体药剂是A和B，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，则甲装置是反应仓，乙装置盛放的是水，是洗气仓，故选项说法正确。 B、供氧器中的固体B不一定是二氧化锰固体，也可能是氧化铜等固体，故选项说法错误。 C、利用供氧器输氧，病人应从丙装置b端连接吸气，人吸氧时能观察到瓶中有气泡，故选项说法正确。 D、甲图注射器可以控制水的滴加速率，可以控制反应速率，乙中的水有除杂、降温的作用，故选项说法正确。 故选：B。 5．（25-26九年级上·江苏徐州·期中）氧烛制氧是密闭空间紧急供氧技术，装置如图所示，有一种氧烛主要成分为氯酸钠(化学性质与氯酸钾相似)，同时还含适量的催化剂、镁粉(镁粉燃烧时提供氯酸钠分解所需的热量)等。下列说法正确的是（ ） A．氧烛制氧过程属于物理变化 B．氧烛中发生的反应只有分解反应 C．氧气密度比较大，所以使用时装置必须倒置 D．镁粉太少会使反应无法持续进行，镁粉太多将减少氧气的输出量 【答案】D 【解析】A、氧烛主要成分有氯酸钠(化学性质与氯酸钾相似)，则氯酸钠会分解生成氧气，有新物质生成，属于化学变化，该选项说法不正确； B、镁燃烧消耗氧气，生成氧化镁，该反应为多种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，该选项说法不正确； C、氧气密度比空气大，但该装置必须正放，方便氧气逸出，该选项说法不正确； D、镁粉燃烧消耗氧气并提供氯酸钠分解所需的热量，因此镁粉太少会使反应无法持续进行，镁粉太多将减少氧气的输出量，该选项说法正确。 故选D。 6．（24-25九年级上·广西河池·期末）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药品，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药品是高锰酸钾 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，从而控制氧气流量，故说法正确； 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，故说法错误； C、右侧瓶中的水有除杂、降温的作用，故说法正确； D、供氧器用于实际生活，设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素，故说法正确。 故选B。 7．（23-24九年级上·四川成都·期末）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 【解析】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。 素养提升 8．（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢？在老师的指导下，同学们开展了下列活动。 I．利用实验室的试剂和生活中的材料自制如图“制氧机” 已知：过硫酸钠(Na2S2O8)与水反应生成硫酸钠(Na2SO4)和氧气。利用相关药剂和生活中的材料自制简易“制氧机”(如图1)，实验过程中观察到大塑料瓶瓶壁温热，瓶内产生气泡，与输液管相连的小塑料瓶内也有气泡冒出。 （1）小塑料瓶中水的作用是___________(写一条)。 （2）制“富氧空气”。小组同学用纯氮气及上述实验制取的氧气在如图2装置中混制一瓶(集气瓶容积为300mL)氧气体积分数为40%的“富氧空气”，气体应从装置的___________(“a”或“b”)端通入，先通入氮气排出150mL水，再通入氧气排出___________mL水。 Ⅱ．空间站需源源不断为宇航员呼吸提供O2 已知：氯酸盐受热均可分解，氯酸钠(NaClO3)和氯酸钾的化学性质相似，NaClO3固体受热分解产生O2，其原理是。均匀添加于其中的适量金属锰(Mn)在O2中燃烧可生成二氧化锰，有助于快速产生O2. （3）加热NaClO3固体产生O2属于___________反应(填基本反应类型)。 （4）添加金属Mn的作用是___________。 【答案】（1）给氧气润湿（合理即可） （2）b 100 （3）分解 （4）生成二氧化锰，有助于快速产生O2 【解析】（1）将制取的氧气通入小塑料瓶中的水中，由于氧气不易溶于水，则小塑料瓶中水的作用是：给氧气润湿、可通过产生气泡的速率观察生成氧气的速率。 （2）氧气不易溶于水，氮气难溶于水，且气体密度比水小，则若想用排水法收集，则气体应从b端通入； 若想收集一瓶氧气体积分数为40%的“富氧空气”，通入氮气150mL时，则需要通入氧气的体积为，则再通入氧气排出100mL水。 （3）加热NaClO3固体产生O2的反应符合“一变多”的规律，属于分解反应。 （4）根据题意可知，适量金属锰(Mn)在O2中燃烧可生成二氧化锰，有助于快速产生O2。 9．（24-25八年级下·山东烟台·期末）氧气与人体健康关系密切，不同需求环境采用不同的制氧方法。 （1）图是某便携式家用供氧器供氧原理示意图。过碳酸钠加水溶解会分解生成和。供氧时，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，液体变得浑浊，仓壁变得温热，有气泡冒出。反应仓中生成氧气的化学方程式是_______，该供氧器设置加湿仓的目的除了润湿、便于观察氧气输出速率外，还有_______。 （2）膜分离法制氧是在一定压力下将空气透过分离膜，利用氧气和氮气渗透速率的不同，实现氧氮分离。渗透速率较快的气体在膜的渗透侧富集，渗透速率慢的气体被截留。医疗上用此方法富集氧气，则氧气的渗透速率_______(填“大于”、“小于”或“等于”)氮气的渗透速率。适当升高温度有助于提高制氧速率，从微观角度分析其原因是_______。 （3）氧烛制氧是密闭空间紧急供氧技术。一种氧烛主要含，还有少量铁粉，其产氧原理为：触发铁粉燃烧，使分解，反应的化学方程式为：。我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性，其计算公式为：原子利用率=目标生成物的质量/参加该反应所有反应物的总质量。 ①利用氧烛制氧，原子利用率为_______(结果精确至0.1%)。 ②氧烛在实际使用时的产氧率明显低于理论值，若反应充分进行，试推测其原因是_______。 【答案】（1） 降温（合理即可） （2）大于 温度升高，分子能量增大，运动速率加快 （3）45.1% 铁粉与部分氧气发生反应 【解析】（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：； 过碳酸钠反应时放热，故加湿仓除了润湿氧气，观察氧气输出速率外，还可以起到为氧气降温的作用；（合理即可） （2）空气通过氧气分离膜时，氧分子渗透速率大于氮分子渗透速率，从而得到富氧空气； 温度升高，分子能量增大，运动速率加快，故适当升高温度有助于提高制氧速率； （3）①根据方程式2NaClO3=2NaCl+3O2↑，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偏大，导致消耗了生成的氧气，导致产氧率明显低于理论值(合理即可)。 10．（2025·湖南怀化·模拟预测）气体制备是初中化学重要的实验素养。选择下图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。 （1）仪器E的名称是_____。 （2）该实验不必选择的仪器有_____（填字母，不重复选用仪器）。 （3）用图1装置收集一瓶，验满的方法是_____。 （4）加强跨学科实践活动的教学是培养学生化学学科素养的重要手段。图2是学生用矿泉水瓶制作的简易供氧器。使用时，可向左瓶中加入二氧化锰和_____溶液制取。 【答案】（1）集气瓶 （2）C、H （3）将带火星的木条放在b端，若带火星的木条复燃，则说明已集满 （4）过氧化氢 【解析】（1）仪器E的名称是集气瓶； （2）利用高锰酸钾固体制取氧气，该反应为固体加热型，发生装置可选择A（酒精灯）B（试管）D（带单孔塞的导管）G（铁架台），根据D导管的走向，以及氧气不易溶于水，可选择排水法收集氧气，收集装置可选择E（集气瓶）F（水槽），故该实验不必选择的仪器有C、H； （3）用图1装置收集一瓶，氧气密度比空气大，则氧气应该从a端通入，氧气具有助燃性，验满的方法是将带火星的木条放在b端，若带火星的木条复燃，则说明已集满； （4）图2是学生用矿泉水瓶制作的简易供氧器，该反应为固液常温型，适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，使用时，可向左瓶中加入二氧化锰和过氧化氢溶液制取。 迁移创新 11．（2025·福建泉州·模拟预测）化学兴趣小组在“供氧装置学习与设计”的跨学科实践活动中，开展如下活动。 （1）学习原理。“氧烛”被常用于紧急供氧：如图甲所示，利用固体燃料一产氧药块(由氯酸钠和一定量的镁粉、二氧化锰等混合制成)制氧气。氯酸钠需在300℃左右才能进行分解产生氧气。若温度过低，反应会终止，若温度过高，则产生大量氯气。 ①启动“氧烛”时，按压点火装置，产氧药块中镁粉与氧气先发生反应，该反应的目的是___________，便于产氧药块中氯酸钠分解。 ②产氧药块中镁粉量不能过多，原因是除了会消耗过多氧气外，还会___________。 ③“氧烛”的填充材料会影响其放氧时间(即完成反应的时间)和外壳温度。兴趣小组同学分别测试了三种情况下“氧烛”的放氧时间及外壳温度，结果如图乙所示。由图乙分析，“氧烛”应选择的填充材料是___________(选填“A”或“B”)。 （2）设计装置。图丙为“紧急供氧器”，进料口加入的物质是过碳酸钠(溶于水会产生和)和二氧化锰；左、右舱中均有一定体积的水。 ①供氧器中制氧气的化学方程式为___________。 ②右舱中的水能润湿氧气，原理与图丁中___________(填序号)装置类似。 【答案】（1）持续放热，维持反应温度 产生大量氯气，导致收集到的氧气不纯 B （2） ② 【解析】（1） ①镁粉与氧气反应放热，产氧药块中镁粉与氧气先发生反应，目的是：持续放热，维持反应温度，便于产氧药块中氯酸钠耗尽； ②根据“该反应需要在300℃左右进行；并伴随少量氯气产生”可知，产氧药块中镁粉不能过多，除了会消耗过多氧气外，因为镁粉燃烧放出大量热，过多镁粉燃烧会使温度过高，产生大量氯气，导致收集到的氧气不纯； ③根据图像分析可知，由于材料B能够更好防止热量散失，维持产氧药块温度，延长放氧时间，所以“氧烛”应选择的填充材料是B； （2）①供氧器中过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，方程式为：； ②右舱中的水能润湿氧气，原理与图丁中②相似，氧气的密度比水小，沿长管进入水中，润湿后从短管排出。 12．（24-25九年级上·江苏镇江·期中）请结合如图回答问题。 （1）写出标号仪器的名称：①_____；②_____。 （2）加热氯酸钾和二氧化锰制取并收集一瓶较纯净的氧气，应选用的装置组合是A和_____(填字母)，该反应的符号表达式是____。 （3）若用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，应选择的发生装置是___(填字母)。可用D装置收集氧气的原因是_____。 （4）某同学取溶质质量相等的4组双氧水，分别加入0.2gMnO2，用排水法收集并测得数据如图1所示。 【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。 30%的双氧水比25%的双氧水产氧量少，可能的原因是____。 （5）“便携式制氧机”可用于家庭保健供氧，某制氧机的工作原理如图2所示。 ①A剂为过碳酸钠固体(2Na2CO3·3H2O2)，B剂为二氧化锰。制氧机工作时发生了两步反应： 第一步：； 第二步：_____(用符号表达式表示)。 ②氧气能从加湿过滤仓内的水中逸出，是因为____。 ③该制氧机的制氧剂选择过碳酸钠固体而不选择过氧化氢溶液的原因是____(填字母)。 A．过碳酸钠是颗粒物，易于保存 B．过氧化氢运输储存不方便 C．过氧化氢浓度较大时，具有腐蚀性 【答案】（1）酒精灯 长颈漏斗 （2）E （3）B/C 氧气的密度比空气大 （4）过氧化氢溶液浓度高易挥发 （5） 氧气不易溶于水 ABC 【解析】（1）由图可知，标号①的仪器名称是酒精灯，标号②的仪器名称是长颈漏斗，故填：酒精灯；长颈漏斗； （2）氧气的密度比空气大，且不易溶于水也不与水反应，可采用向上排空气法或排水法进行收集，其中排水法收集的气体较为纯净，故收集装置选E；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，反应的符号表达式为，故填：E；； （3）过氧化氢制氧气适用于固-液常温型发生装置，即选B或者C，氧气的密度比空气大，可采用向上排空气法进行收集，故填：B或者C；氧气的密度比空气大； （4）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，故填：过氧化氢溶液浓度高易挥发； （5）①第二步为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的符号表达式为，故填：； ②氧气不易溶于水，所以能从加湿过滤仓内的水中逸出，故填：氧气不易溶于水； ③过氧化氢是液体运输储存不方便，过氧化氢浓度较大时，具有腐蚀性，而过碳酸钠是颗粒物，易于保存，则该制氧机的制氧剂选择过碳酸钠固体而不选择过氧化氢溶液，故选ABC。 13．（25-26九年级上·山西运城·期中）制氧机在生产、生活中有重要应用。同学们围绕以下四项任务进行了跨学科实践活动，并对有关问题进行了思考和探究。 任务一：了解家用制氧机的工作原理 【市场调研】市面上有多种家用制氧机，由于制氧的原理不同，各家用制氧机的使用特点也不同。家用制氧机制氧的主要原理有分子筛、高分子富氧膜、氧烛制氧等。 【讨论交流】 （1）分子筛和防毒面具里的活性炭都具有多孔结构，且孔径均匀，二者的工作原理相似，由图可知其制氧原理为___________氮气。 （2）氧烛的制氧原理是通过氯酸钠()受热分解生成氯化钠和氧气，该反应的化学方程式为___________。 任务二：探索空间站内制氧原理 【查阅资料】我国空间站的氧气来源于环境控制与生命保障系统中的电解制氧子系统。 【模拟实验】 （3）同学们根据空间站制氧原理进行如下实验。 实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论 ①在装置内装满水(含有少量硫酸钠溶液)，接通直流电 两电极上均有无色气泡产生，___________，一段时间后，a、b管内气体体积比约为 电解水能生成氧气 ②切断电源，用___________ b管口木条燃烧更旺，a管口气体燃烧 【反思评价】 （4）空间站内作为反应原料的水的来源是___________(写一条)。 （5）上表中的实验装置可以探究的实验内容是___________。 任务三：了解不同氧含量下，人的感觉 【调研访谈】氧含量与人体的反应关系如下图所示。 【分析交流】 （6）结合上图信息，请写出使用供氧器时的一条启示：___________。 任务四：尝试设计制作高原供氧器 【设计制作】 （7）制作高原所用供氧器时，除需考虑反应原理、还需要考虑很多方面的因素，如：___________(举一例)。 【成果分享】氧气与人体健康关系密切，在特定环境下，人们制氧需要综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题。 【答案】（1）吸附 （2） （3）负极玻璃管内液面下降更快 燃着的木条分别放在a、b管口 （4）洗涤后的水（合理即可） （5）水的组成 （6）氧气含量过高也会损害人体健康（合理即可） （7）供氧器的材质 【解析】（1）分子筛和防毒面具里的活性炭都具有多孔结构，且孔径均匀，空气经过分子筛时氮气被吸附，氧气通过，获得高浓度的氧气； （2）氯酸钠()受热分解生成氯化钠和氧气，该反应的化学方程式为：； （3）①在水电解器的玻璃管中注满水，接通直流电源。观察到的现象是两个电极上均有气泡产生，由于有气体产生，玻璃管内压强增大，则两侧的玻璃管内液两侧的玻璃管内液面下降，电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，且氢气和氧气的体积比为2：1，则一段时间后，玻璃管a、b中产生气体的体积比约为2：1； ②氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，打开b玻璃管顶端的活塞，在管口放置一根带火星的木条，可观察到的现象是带火星的木条复燃，推断该气体是氧气，氢气具有可燃性，燃烧时发出淡蓝色火焰，则打开a玻璃管顶端的活塞，将燃着的木条放在管口，可观察到的现象是气体燃烧，发出淡蓝色火焰，推断该气体是氢气； （4）空间站内人员的洗涤用水、尿液中的水等都可以作为电解水的原料； （5）水电解生成氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的，所以上表中的实验装置可以探究的实验内容是：水的组成； （6）由图中信息可知，氧气含量过高也会损害人体健康等； （7）制作简易供氧器时，除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑的因素有：制得氧气的纯度、供氧器的材质、装置的简便性等。 14．（25-26八年级下·山东德州·期中）化学是一门以实验为基础的科学，请根据所给装置回答问题。 （1）写出图1中仪器名称：①_______；②______。 （2）实验室用高锰酸钾制取时，图1中应选择的发生装置为______（填字母），反应的化学方程式为___________。 （3）小光用塑料材料自制了图2的简易供氧器，若用E装置收集，气体应从_____（填“a”或“b”）端通入。 （4）“氧烛”是一种便携式供氧设备（如图3），常用作潜艇和空间站的应急氧源。产氧药块中的主要成分是氯酸钠，在撞击作用下会生成氯化钠和氧气，写出该反应的化学方程式___________，其所属的基本反应类型是_____反应。 【答案】（1）酒精灯 长颈漏斗 （2）A （3）a （4） 分解 【解析】（1）略。 （2）用高锰酸钾制取时，发生装置为固固加热型，选A，高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为。 （3）氧气的密度比空气大，若用E装置收集，应该长进短出，气体应从a端通入。 （4）氯酸钠  ( NaClO3 )  ，在撞击作用下会生成氯化钠  ( NaCl )  和氧气，该反应的化学方程式为，该反应符合“一变多”，属于分解反应。 15．（2026·云南楚雄·一模）制氧机在生产、生活中应用广泛，学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 【任务一】了解制氧机制氧原理 某品牌制氧机使用说明书如图1所示： （1）该制氧机的制氧原理： ①第一步：过碳酸钠分解生成碳酸钠和过氧化氢，反应的化学方程式为； ②第二步：_________（用化学方程式表示）。 制氧机为什么不选择过氧化氢溶液作制氧剂？ 小组同学分别在100g溶质质量分数为9.1%的过碳酸钠溶液与100g溶质质量分数为3.0%的过氧化氢溶液中加入1.5g二氧化锰进行对比实验，利用氧气传感器测出9.1%过碳酸钠溶液与3.0%过氧化氢溶液分别产生氧气的曲线如图2。 （2）综合分析，家用制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择3.0%过氧化氢溶液的理由是______（填字母）。 A．过碳酸钠是固体，便于携带和保存 B．过碳酸钠能持续、平稳地提供氧气 C．相同时间内相同条件下，过碳酸钠比过氧化氢溶液产生氧气的体积更多 【任务二】认识制氧机的构造 制氧机的结构示意图如图3所示。 （3）过滤仓起到的作用是_________。 （4）验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是_________。 【答案】（1） （2）ABC （3）除去氧气中混有的一些杂质（合理即可） （4）将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明为氧气 【解析】（1）该制氧机第一步过碳酸钠分解生成碳酸钠和过氧化氢，第二步是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：； （2）A.过碳酸钠是固体，相比过氧化氢溶液，更便于携带和保存，故A正确； B.从产生氧气的曲线可以看出，过碳酸钠产生氧气的曲线相对平缓，能持续、平稳地提供氧气，而过氧化氢溶液产生氧气的曲线前期上升较快，后期下降也快，不稳定，故B正确； C.由图中曲线可知，在相同时间内，相同条件下，过碳酸钠产生氧气的曲线在上方，即产生氧气的含量更高，也就意味着产生氧气的体积更多，故C正确； 故选ABC； （3）过滤仓起到的作用是除去制氧过程中产生的杂质（如未反应完的固体粉末等），保证导出气体的纯净； （4）验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是：将带火星的木条放在过滤仓导出口，若木条复燃，则证明导出的气体是氧气。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $