跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器 （培优讲义）化学新教材人教版九年级上册

本讲义聚焦“化学反应的定量关系”核心知识点，系统梳理氧气制取原理（如过氧化氢分解、过碳酸钠分解）、装置设计（发生、净化、输出单元）及定量计算，通过需求分析、信息获取、设计制作的学习支架，衔接氧气性质与实验室制氧知识，引导学生综合应用多学科知识解决实际问题。 该资料以跨学科实践活动为特色，体现化学观念（性质决定用途）、科学探究与实践（设计制作简易供氧器）及科学思维（对比商品与实验室装置并优化）。例如高原场景供氧器设计、试剂用量计算等实例，课中辅助教师开展项目式教学提升学生实验能力，课后通过练习题与实践题帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第五单元   化学反应的定量关系 跨学科实践活动4  基于特定需求设计和制作简易供氧器 【活动目标】 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，了解实现物质定量转化的方法，综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题。 【活动设计与实施】 任务 1 了解需求 一、 了解需求：供氧器的适用人群、场景及特点 核心思想：性质决定用途，用途反映性质（氧气的助燃性、供给呼吸）。 人群分类 典型场景与地域 对供氧器的核心要求（化学与物理角度） 1. 医疗急救患者 医院、救护车、家庭病床（全国范围） 氧气 （需混合空气）、 （带水过滤）、流量稳定、可长时间连续供应。 2. 高原地区人员 青藏高原、登山营地（海拔3000米以上） 质量 、操作 （体力不支时能单手操作）、能 温环境。 3. 矿井/火灾被困者 地下矿井、高层火灾现场 必须具备 （不依赖电力）、 、能提供 （用于快速逃生）。 二、 简易供氧器的设计与制作目标（总纲） 基于“安全、易得、有效”的原则，设计和制作应达成以下 4个核心目标： 产氧可行（化学原理）：利用初中化学熟悉的反应，如 （加热高锰酸钾）或  （二氧化锰催化过氧化氢）。（推荐后者，因为常温反应，更安全易控）。 装置简单（实验装置）：使用锥形瓶（或塑料瓶）、导管、集气瓶，组装成类似实验室制氧气的“固液不加热装置”。 操作安全（安全规范）：装置必须密封良好，有 装置（导管伸入集气瓶口即可），且 中（通过分液漏斗或注射器控制加液速度）。 便于收集（收集方法）：采用 向上排空气法（因为氧气密度略大于空气）或 排水集气法（因为氧气不易溶于水，且能看出气泡快慢，直观判断产氧速率）。 三、 选择一种情况，确定具体设计目标 【选定场景】：高原家庭或帐篷内应急供氧（以过氧化氢为原料） 【设计目标】（细化要点）： 原料选择： 使用 5%的过氧化氢溶液（医用双氧水，易购买）和 二氧化锰（MnO₂）（可取自废旧电池中的黑色粉末，或使用新鲜猪肝研磨液——含过氧化氢酶，催化效果也很好）。 发生装置设计： ①主反应器：带双孔橡皮塞的锥形瓶（或大号塑料瓶）。 ②加药方式：一孔插入 注射器（不带针头），推动注射器将过氧化氢逐滴加入瓶内，通过推速控制产氧快慢（这比分液漏斗更适合初中生操作）。 ③ 催化剂放置：将二氧化锰用纱布包成小包，用线悬挂在瓶颈处（反应结束后可拉出回收）。 净化与湿润： 因高原空气干燥，在锥形瓶和吸气管之间，增加一个 洗气瓶（装少量水）。氧气通过水时，既洗去了可能带出的酸性液体，又增加了湿润度（湿润的氧气对呼吸道刺激小）。 收集与输出： ①不储存氧气（不集气），采用 “即产即用” 模式。 ②输出端连接 医用鼻氧管，直接供给患者。 ③在前面加一个 T型三通管，一端通大气，让患者可以根据自身感受调节吸入的氧浓度（若感觉太冲，可让部分氧气排空）。 制作与测试标准： ①加入一次30mL过氧化氢溶液（5%），在常温下（20℃）能稳定产氧 不少于15分钟。 ②装置总重量不超过 500克。 ③整套装置成本（不含回收）控制在 20元人民币以内。 四、 核心要点总结（用于答辩或结论） ①化学方程式： ，体现了催化剂（MnO₂）在反应前后质量和化学性质不变。 ②控制变量：通过  控制反应速率，体现了化学实验中“控制条件”的重要性。 ③多功能性：洗气瓶里的水既起到了  作用，也起到了 和  （判断反应快慢） 的作用，一器多用。 ④环保理念：二氧化锰可回收，过氧化氢分解后的产物是水，无污染，符合绿色化学要求。 任务 2 获取信息 一、商品化供氧器的主要类型 查阅资料可知，目前市面上的供氧器按制氧原理主要分为以下四类： 类型 制氧原理 常见产品 化学试剂制氧机 利用化学反应（如过碳酸钠遇水分解）产生氧气 便携式氧气发生器、氧立得 分子筛制氧机 利用变压吸附（PSA）技术，通过分子筛吸附空气中的氮气，分离出氧气 家用制氧机、医用制氧机 富氧膜制氧机 利用富氧膜对气体渗透速率不同的原理分离氧气 部分小型家用制氧设备 电解水制氧机 利用电解水产生氧气（反应需通电，受场景限制） 电解式制氧机（较少用于医疗） 此外，还有压缩氧气瓶式供氧器（便携式医用供氧器），由氧气瓶、压力表、流量调节阀及加湿器等组成，需到医用氧气站充装氧气。 二、供氧器的组成、结构和工作原理（结合实物与说明书） 以查阅到的过碳酸钠制氧器（如路德BZ-1型便携式制氧器）为例： 1. 基本结构 ①反应仓：放置制氧剂（A剂：过碳酸钠，B剂：二氧化锰作催化剂）和水，发生化学反应产生氧气。 ②过滤加湿仓：加入清水，用于湿润氧气、过滤杂质。 ③密封盖、提手、导管、鼻塞等附件。 2. 工作原理 过碳酸钠（2Na₂CO₃·3H₂O₂）遇水分解产生过氧化氢，过氧化氢在催化剂（MnO₂）作用下快速分解放出氧气。 反应产生的氧气经反应仓→隔离仓→加湿仓（通过水过滤并湿润）→经导管被使用者吸入。 3. 操作方法（说明书要点） ①向反应仓和加湿仓分别加水至水位线。 ②先加A剂（过碳酸钠），后加B剂（二氧化锰）。 ③盖好上盖，插好导管和鼻塞，开始吸氧。 ④通过观察窗看到气泡消失，表示供氧完毕，倒出残液清洗收存。 4. 注意事项（初中化学重点关注） ①水温影响反应速率：水温过高，供氧时间缩短、产氧速率加快；水温过低则相反，水温控制在15~25℃为宜。 ②保持导管畅通，避免因堵塞导致器内压力过大而胀裂。 ③使用中保持直立，切勿倾斜倒置，以防溶液从导管溢出。 三、商品供氧器 vs. 实验室制取氧气——对比分析 对比维度 商品供氧器（以化学试剂型为例） 实验室制取氧气 制氧原理 过碳酸钠+水→H₂O₂→O₂↑（常温反应） ①加热KMnO₄ ；②H₂O₂+MnO₂（常温） ；③加热KClO₃+MnO₂ 反应条件 ，无需加热或通电 部分需加热（KMnO₄、KClO₃），部分常温（H₂O₂） 发生装置 一体化密封塑料容器（反应仓+加湿仓） 试管/锥形瓶+带导管的橡皮塞（铁架台固定） 收集方法 ，不储存氧气，直接经导管输出给人体吸入 或向 收集氧气备用 净化/加湿 自带 （水润湿氧气、过滤杂质） 一般不设加湿装置；若需干燥氧气可用浓硫酸洗气 核心关注点 安全、便携、操作极简、供氧时长和速率稳定 产氧纯净度、收集效率、实验操作规范性 分析原因（综合多学科视角）： 化学视角：商品供氧器优先选择过碳酸钠等固体供氧剂，因其性质稳定、便于储存运输，且常温反应安全、产氧量可观。实验室则更注重反应原理的典型性和可操作性。 物理视角：商品供氧器的 功能利用了氧气不溶于水、可通过水中气泡的物理性质，同时气泡速率可用于直观判断产氧快慢。 工程视角：商品化设计追求“ ”——即无需专业培训即可操作，装置一体化、密封性高，而实验室装置更注重可拆卸、可清洗、可重复使用。 四、供氧器的工作原理和组成特点（总结） 工作原理：通过 （如过碳酸钠分解）或 （如分子筛变压吸附）制取氧气，经加湿过滤后供给人体吸入。 组成特点： ①气源/反应单元：提供氧气（反应仓或氧气瓶）。 ②净化/加湿单元：用水过滤杂质并湿润氧气（加湿过滤仓）。 ③输出/控制单元：导管、鼻塞或面罩，部分带有流量调节阀和压力表。 ④安全设计：密封良好、防倾倒、防堵塞，确保使用安全。 核心要点：商品供氧器的设计服务于特定场景需求（如家用、高原、急救），因此优先追求安全、便携、操作简单、绿色环保，这与实验室制氧追求“原理典型、操作规范”有本质区别。 任务 3 设计制作 一、选择制氧原理与设计供氧器 1. 制氧原理的选择（初中化学常用三种方案对比） 方案 化学方程式 反应条件 优点 缺点 方案A： 加热高锰酸钾 加热 产氧纯净，操作经典 需加热（酒精灯），不便于便携使用，存在安全隐患 方案B： 过氧化氢+二氧化锰 常温 常温反应，安全可控；通过控制加液速度可调控产氧速率；产物无污染（绿色化学） 需携带液体试剂（H₂O₂溶液） 方案C： 过碳酸钠+水（含催化剂） 2Na₂CO₃·3H₂O₂ 2Na₂CO₃ + 3H₂O₂；2H₂O₂2H₂O + O₂↑ 常温 固体试剂，便于储存运输；加水即反应，操作极简 产氧速率受水温影响较大 推荐选择： 方案B（过氧化氢+二氧化锰） 或 方案C（过碳酸钠）。两者均常温反应、操作安全，且产物无污染，符合绿色化学理念，最适合“简易供氧器”的设计目标。 2. 供氧器的组成与结构设计 根据“即产即用、安全便携”的目标，供氧器应包括以下功能单元： 单元名称 功能 对应材料/装置（实验室条件） 发生单元 制取氧气 锥形瓶/广口瓶 + 双孔橡皮塞 加药单元 控制反应速率 分液漏斗/注射器（滴加H₂O₂溶液） 净化加湿单元 湿润氧气、过滤杂质、观察气泡 洗气瓶（广口瓶 + 水 + 导管） 输出单元 供人吸入 导管 + 鼻氧管/吸氧面罩 安全单元 防止压力过大或倒吸 导管口不浸入水中、装置密封检查 3. 绘制设计图（结构示意图文字描述） [注射器（加H₂O₂）] [鼻氧管 → 供人吸入] 加湿瓶 水 润湿（观察气泡） 发生瓶 H₂O₂+MnO₂ 常温反应 导管连接 导管连接 设计要点： ①导管应伸入加湿瓶液面以下，使氧气通过水（湿润并观察气泡速率）。 ②输出端导管应在加湿瓶液面以上，防止液体被带出。 ③所有连接处应密封良好（用凡士林涂抹橡皮塞和导管接口）。 4. 相关试剂用量的计算（初中化学水平） 以方案B（过氧化氢+二氧化锰）为例，假设需提供 1.0L（约1000mL）氧气（常温常压下，约0.042mol）： 计算步骤： 步骤 内容 计算 ① 所需O₂的物质的量 n(O₂) = V / Vₘ = 1.0L ÷ 22.4L/mol ≈ 0.045 mol ② 根据方程式求H₂O₂的物质的量 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑，n(H₂O₂) = 2 × n(O₂) = 0.090 mol ③ 求H₂O₂的质量 m(H₂O₂) = 0.090mol × 34g/mol ≈ 3.06g ④ 换算为5%过氧化氢溶液的体积 m(溶液) = 3.06g ÷ 5% ≈ 61.2g，约 60mL ⑤ 催化剂用量（MnO₂） 约 1~2g 即可（催化剂量不影响产氧总量，只影响速率） 要点提示：催化剂（MnO₂）的质量和化学性质在反应前后不变，起改变反应速率的作用，不参与总反应计量计算。 二、产品试验、分析及优化 1. 供氧效果试验方法 试验项目 方法 观察/记录指标 产氧速率测试 加入定量的H₂O₂溶液，记录加湿瓶中产生气泡的速率和持续时间 气泡产生快慢、供氧总时长 产氧量验证 用排水集气法收集产生的气体，用带火星的木条伸入集气瓶口检验 木条复燃说明收集到的是O₂ 密封性检测 用手紧握发生瓶（或用热毛巾包裹），观察导管口是否有气泡冒出 有气泡 → 装置气密性良好 使用舒适度测试 同学模拟吸氧（仅接导管不实际供氧），测试导管通畅性和操作便捷性 是否有不适感、操作流程是否顺畅 2. 试验结果分析（可能出现的问题及原因） 现象 可能原因 改进措施 产氧速率过快/过慢 ①H₂O₂浓度太高/低； ②催化剂用量过多/少； ③温度过高/低 ①稀释H₂O₂或适当提高浓度；②调整催化剂用量；③控制水温在15~25℃ 加湿瓶中倒吸液体 导管伸入加湿瓶水中太深，发生倒吸 ，或增加止逆阀 装置漏气 橡皮塞未塞紧、导管接口松动 涂抹凡士林密封，检查连接处 气泡从导管进入加湿瓶但输出端氧气弱 导管堵塞或接口折弯 检查导管是否通畅，使用硬质管转弯处 3. 从工程技术角度的优化策略 安全优化：增加 （如橡皮管加夹子，压力过大时自动弹开）或 防止液体倒流。 操作优化：用 代替分液漏斗，单手即可推注加药，无需铁架台固定，更便携。 结构优化：将发生瓶和加湿瓶 设计（如上下层结构），减少导管连接点，降低漏气风险。 材料优化：用塑料瓶代替玻璃仪器，减轻 、 ，适合户外环境使用。 指示优化：在加湿瓶外标注“ ”和“ ”，防止 或 。 三、编写自制供氧器使用说明书 自制供氧器使用说明书（初中化学版） 【产品名称】 便携式简易化学制氧器 【适用范围】 缺氧环境（如高原地区、通风不良场所）应急补氧，仅供外用吸氧。 【主要成分】制氧剂：5%过氧化氢溶液（H₂O₂） 约60mL 催化剂：二氧化锰（MnO₂） 约2g（可重复使用） 【组装步骤】 ①检查各部件是否齐全，导管是否通畅。 ②在发生瓶中加入MnO₂（催化剂）。 ③加湿瓶中加入适量清水（水位线1/3~1/2处）。 ④按设计图连接各部件，检查装置气密性（用手捂发生瓶，观察加湿瓶中导管口有无气泡）。 ⑤将注射器吸满H₂O₂溶液，连接至发生瓶加药口。 【使用方法】 ①将鼻氧管连接至加湿瓶输出口。 ②匀速推注注射器中的H₂O₂溶液（约1~2滴/秒），观察加湿瓶中气泡均匀冒出。 ③开始吸氧，每次使用不超过20分钟。 ④停止使用后，立即停止推注，拔除鼻氧管。 【注意事项】 ①装置应保持 ，切勿倾斜倒置，防止液体进入导管。 ②加湿瓶中的水不应超过最高水位线。 ③使用结束后，将装置拆开，倒出残液（主要成分为水和少量未反应H₂O₂，稀释后可排放）， （洗净、干燥后保存备用）。 ④催化剂MnO₂可重复使用，体现 和 理念。 【安全警示】 ①勿让儿童单独操作。 ②吸氧时远离火源（氧气有助燃性）。 ③若感到不适立即停止使用。 ④本装置仅供应急使用，严重缺氧情况请及时就医。 四、核心要点总结（用于项目结论） 维度 要点 化学原理 （常温分解，绿色环保） 核心计算 根据方程式，1mol O₂对应2mol H₂O₂；5% H₂O₂溶液约60mL可制取约1.0L O₂ 装置关键 发生瓶（反应）+ 加湿瓶（湿润/观察）+ 导管（输出）+ 注射器（控速） 实验技能 气密性检查、排水集气法验证、催化剂回收利用 工程思维 从实验室装置到便携产品的优化：控速、密封、轻量、安全、指示 安全第一 密封防漏、防倒吸、控反应速率、远离火源 【展示与交流】 1.展示自制的供氧器，介绍产品的工作原理、制作方法和供氧效果等。 2.在“设计和制作简易供氧器”过程中，与同学交流工作原理、制氧方法是否合适，供氧效果如何，吸氧舒适度及所用材料是否环保安全、装置的密封性等，取长补短，不断完善自己的设备。 1．化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。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发生装置 C．图乙用作加湿过滤仓时，b管与病人相连 D．加湿过滤仓中水的作用之一是加快生成氧气的速率 2．小科的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”，其原理如图所示。小科通过阅读说明书，了解它的工作原理。下列说法不正确的是（ ） A．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故 B．根据加湿过滤仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢 C．加湿过滤仓利用氧气难溶于水的原理，使氧气湿润 D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧 3．在“设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动中，下列步骤涉及化学变化的是（ ） A．绘制装置图 B．组装仪器 C．计算相关试剂的用量 D．检验氧气 4．基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需要满足的基本要求不包括（ ） A．制氧原材料价廉物美，方便携带 B．能持续供氧，供氧过程不产生有害气体 C．参加反应的相关化学物质必须易溶于水 D．设计气流阀门，调控气流速度 5．兴趣小组利用生活用品自制了一个简易制氧机如图所示，下列分析不合理的是（ ） A．试剂A可能是过氧化氢溶液，B可能是二氧化锰 B．装置甲可用于实验室制氢气 C．该装置可调控反应的发生与停止 D．通过乙瓶中的气泡可观察氧气的流速 6．一台“便携式制氧器”，其原理如图所示，下列说法不正确的是（ ） A．加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润 B．根据加湿过滤仓中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢 C．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧 D．输出的氧气可作为燃料，用于切割金属 7．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 8．如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．可以通过观察加湿仓中气泡情况判断氧气的流速 B．反应仓的药品可以是高锰酸钾 C．加湿仓类似于排水集气装置 D．加湿仓利用了氧气易溶于水的物理性质 9．“便携式制氧器”的工作原理如下图，药品之一为过碳酸钠固体(化学式2Na2CO3·3H2O2)，它具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质。    下列关于“便携式制氧器”的说法不正确的是（ ） A．与过氧化氢溶液制氧气比较，使用过碳酸钠的优点是方便携带 B．加湿过滤仓中多加水是为了增大O2在水中的溶解度 C．反应仓中发生的反应有： D．可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来判断氧气排出的快慢 10．下图是某班级项目学习小组的同学利用塑料瓶、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高锰酸钾 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 11．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四套简易供氧器如图所示。各装置中右侧瓶中所装液体为水，分别向三套装置的左侧瓶中加入制氧药品。下列有关说法错误的是（ ） A．装置中不合理的是乙 B．装置丙可根据需要调节氧气流量 C．各装置中右侧瓶类似于排水集气装置 D．设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素 12．某同学自制的简易家用供氧器如图所示，下列说法正确的是（ ） A．使用供氧器时，左瓶中可放置的试剂是高锰酸钾 B．装试剂后再检查气密性 C．出气口开始排出的是纯氧气 D．简易供氧器的右瓶中需加入适量水，起到湿润氧气的作用 13．小科的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”，其原理如图所示。小科通过阅读说明书，了解它的工作原理。下列说法不正确的是（ ） A．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故 B．根据加湿仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢 C．加湿仓利用氧气难溶于水的原理，使氧气湿润 D．该制氧器的反应仓相当于实验室制氧气的发生装置 14．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 15．图所示为兴趣小组同学利用矿泉水瓶、胶带、铜丝等材料自制的简易供氧器。下列说法错误的是（ ） A．通过推拉铜丝可调控反应的进行 B．在b口用带火星的木条检验氧气 C．二氧化锰能增加生成氧气的质量 D．通过a口的气泡判断氧气的流速 1．学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 【活动一】如图甲所示，反应仓中的制氧剂是过碳酸钠和二氧化锰，已知：过碳酸钠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，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，加湿过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (1)加湿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 (2)验证从加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法是___________。 【活动二】 制作简易的家用制氧机 (3)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(如图乙)，其中A瓶的作用相当于图甲中的___________仓。 (4)氧气能从A瓶中逸出，是因为氧气___________。 2．图1所示是一台简易“制氧机”，制氧原理是利用反应仓中的过碳酸钠和二氧化锰产生O2。图2所示是实验室制取气体的常用装置。已知：过碳酸钠 加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。 (1)请写出图1反应仓中H2O2生成O2的化学方程式______  。 (2)实验室用过碳酸钠、MnO2和H2O制取并收集一瓶较纯净的 ，请从图2中选择发生装置和收集装置的组合是______  (填装置编号)。 3．兴趣小组开展“自制简易制氧机”的跨学科实践活动。 活动一：探秘制氧原理 (1)渗透膜法制氧。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，可得到高浓度的氧气，如图2所示。 ①同温同压下，气体的体积比等于分子个数比。图1表示空气微观模型的是______(空气中其他成分忽略不计，填字母)。 ②空气通过氧气分离膜时，氮分子渗透速率______(填“＞”或“＜”)氧分子渗透速率。 (2)化学试剂制氧。 ①以下试剂可用于制取氧气的是______(填字母)。 a.过氧化钠(Na2O2)     b.氯化铵(NH4Cl)     c.甲烷(CH4)      d.过氧化钙(CaO2) ②常见制氧剂为过碳酸钠(Na2CO4)和二氧化锰。制氧机部分配方说明见表，其中甲、乙剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 甲剂 乙剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供氧时间(分钟) 配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15 配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25 配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15 已知制氧原理可分为两步，步骤一是过碳酸钠溶干水产生过氧化氢和碳酸钠(Na2CO3)，该反应的符号表达式为______；则甲剂的成分是______。 ③若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行快速吸氧。三个配方中，供氧速率最快的是_____。 活动二：制作简易制氧机 (3)同学们利用以上制氧剂、饮料瓶和吸管制作了简易制氧机(如图3)。 ①观察到甲瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热，说明该反应_____(填“放热”或“吸热”)。 ②乙瓶中装水是利用氧气_____溶于水的性质，水的作用是_____。 4．如图是实验室常见制取气体的发生装置及收集装置，请回答： I.气体的制备与性质 (1)仪器a的名称是______。 (2)实验室用固体加热制取比较纯净的氧气，应选择的发生装置和收集装置的组合是_____(填序号，从A-E中选)，该反应的化学方程式是_____。 (3)小明同学想设计实验验证CO2与水反应，他将足量新制的CO2分别通过G中①和②进行对照实验，由于新制的CO2含有水蒸气，为了保证实验的效果，试剂X应该是_____(填名称)。 (4)甲烷是一种密度比空气小的气体，实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体在加热条件下制取甲烷，应选用的发生装置是_____(填序号)；欲使用F装置用排空气法收集甲烷，气体应从_____(填“m”或“n”)端通入。 II.气体制备在生活与航空中的应用 (5)图1是一种常见的家用制氧机的工作原理简图，图2是小明同学用实验室常见仪器组装出具有相似功能的仪器，其中装置甲相当于制氧机中的______(填过滤仓或反应仓)。 (6)我国科学家进行如图3所示的氧循环研究、实现了空间站氧气的再生，其中反应Ⅰ需要在催化剂和加热的条件下才能发生，写出该反应的化学方程式_____。 5．某小组以“气体制备”为主题开展项目式学习。 Ⅰ．基础实验：实验室里现有高锰酸钾、石灰石和稀盐酸，以及下列仪器。请回答下列问题。 (1)填写下列仪器的名称，a：______；b：______。 (2)甲同学用装置A、D制取，D中除观察到导管口有气泡冒出外，还能出现的现象有_____。 (3)乙同学选用装置B、C制取，反应时液面应不低于______（填“m”或”n”）位置，实验室常用______检验二氧化碳的生成。 (4)甲烷是一种无色无味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室常用加热碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）和醋酸钠固体制取甲烷气体，应该从上图A~D中选择的装置组合是______（填字母）。 Ⅱ．跨学科实践： 某项目小组设计了两个简易制氧装置，分别为图1和图2。 【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成和；易溶于水。 【操作】在图1左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。该瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热；右瓶水中导管口有气泡冒出。 【实验评价】 (5)图1左瓶中的二氧化锰可用______、洗涤、烘干等操作回收；剩余清液在厨房中可用作______。 (6)图1右瓶中水的作用是______（写一个即可）。 (7)图2有两个饮料瓶A和B，瓶中液体高度如图所示，其中一个瓶放入制氧剂后产生氧气，然后氧气从另一个瓶排出。其中______（填“A”或“B”）瓶为制氧瓶。 【选择制氧剂】市售制氧机一般以过氧化氢溶液或过碳酸钠固体为原料。为比较两种制氧剂的效率，该小组利用图1装置进行实验，并记录不同时间内所得氧气的体积得到图3。 (8)结合图3，分析该小组选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机制氧剂的理由是____________。 6．如图1所示是一台简易“制氧机”，制氧原理是利用反应仓中的过碳酸钠和二氧化锰产生 如图2所示是实验室制取气体的常用装置。 【已知：过碳酸钠加水溶解会分解生成 和 (1)请写出图2中利用A 装置制取 的化学方程式_______________。 (2)简述检验图1过滤仓导出的气体______________。（写出选用的试剂及操作方法） (3)实验室用过碳酸钠、 制取 请从图2中选择发生、收集装置_______________。（填字母） 7．某化学兴趣小组同学以“制取氧气”为主题开展项目式学习。 【任务一】实验室制取氧气 (1)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，该反应的化学方程式是_______________。 (2)若要收集较纯净的氧气，应从C、D、E装置中选用 ________装置， 当观察到___________时表明氧气已收集满。 (3)若用F装置收集氧气，氧气应该从 ________导管口处通入。 【任务二】家庭制取氧气 该小组调查得知，某款家用制氧机是利用过碳酸钠和二氧化锰同时加入水中来制取氧气。同学们利用生活中简单的材料制作了便于携带的简易制氧器，如下图所示。先在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰(已知：过碳酸钠易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢)。 (4)写出反应仓中过氧化氢生成氧气的化学方程式 ________________________。 (5)加湿仓中的水除了有润湿氧气的作用外，还可以起到的作用是 _________________。 (6)验证加湿仓导出的气体为氧气的方法是 ________________________。 (7)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图1中选用的气体发生装置是____________(填字母序号)。 【任务三】工业制取氧气 (8)在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液氧和液氮的沸点不同，氮气首先蒸发出来，剩下的主要是液氧。此过程属于 __________(填“物理”或“化学”)变化。氮气由液态变为气态时，其变化的微观本质是 ____________发生改变。 8．实验是学习化学的重要途径，结合实验回答下列问题。 【基础实验】 (1)写出仪器名称：a.________。 (2)实验室用装置A作发生装置制备一瓶纯净的氧气，检查该装置气密性的方法是________，棉花的作用是________，反应的符号表达式为________，选择的收集装置是________（填序号）。 (3)B装置也可以用于实验室制备氧气，反应的符号表达式为_______，该反应属于_______反应（填基本反应类型）。 (4)铁在氧气中燃烧实验时（如图F），集气瓶底部水的作用是________。 【跨学科实践活动】 在跨学科实践课上同学们对某款家用制氧机进行研究。该制氧机利用过碳酸钠固体（A剂）和二氧化锰（B剂）同时加入水中制取氧气。工作原理如图所示。 (5)检验“过滤仓”中导出的气体是氧气的方法是________。 (6)过滤仓中水的作用是________（一条即可）。 (7)同学们根据家用制氧机的原理利用身边物品设计了一款简易制氧器，其原理如下图。与真实产品对比，下列观点不正确的是________。 A．瓶甲和瓶乙组合不用一体化 B．内部气体流向采用高进低出方式 C．特定需求是选择制氧方法的重要依据 D．制氧机要符合美学、工程、安全等标准 9．基于特定需求设计和制作简易供氧器。 (1)图1加湿仓中水的作用是_______。 (2)反应仓中A剂可以重复使用，理由是_______。 (3)图1中“通道”相当于下图装置中的_______(填字母)。 10．请结合下列实验装置图回答问题。 (1)仪器①的名称是_____。 (2)用过氧化氢和二氧化锰反应制取氧气，可选择的发生装置为_____(填序号)，反应的文字表达式为_____；图F装置为多功能瓶，若用排空气法来收集氧气，氧气应从_____(填“b”或“c”)端进，验满的方法是_____。 (3)用装置收集氧气，当_____时开始收集，收集完氧气后用玻璃片_____(选填“磨砂”或“光滑”)一面盖住集气瓶口，_____(选填“正放”或“倒放”)在桌面上。 (4)如果用装置测量生成的体积，则在虚线框内还需添加的仪器是_____(填写仪器名称)。 (5)若实验室采用C装置代替B装置制取氧气，优点是_____。 (6)化学兴趣小组利用某固体增氧剂可与水反应产生氧气、饮料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作了简易供氧器，如图乙所示，图乙中的装置与图甲中的_____(填字母)装置作用类似。 11．某“便携式制氧机”的工作原理如图1所示。请你参与学习。 查阅资料：过碳酸钠化学式为2Na2CO3•3H2O2，受热易分解；过碳酸钠溶于水时生成Na2CO3和H2O2。 (1)按照使用说明书，制氧机第二步发生反应的符号表达式是___________。根据资料信息，写出一条保存过碳酸钠固体的注意事项___________。 (2)在看到反应仓内产生气泡后，马上将带火星的木条放在氧气出口处，却没有看到带火星的木条复燃，你认为原因可能是___________。 (3)氧气能从加湿过滤仓中逸出，是因为氧气具有的性质是___________。 (4)医疗氧气瓶上的湿化瓶类似于图2，关于该装置说法正确的是___________(填序号)。 A．b导管连接制氧机 B．b导管连接病人吸氧的塑料管 C．可以观察氧气生成的速率 D．该装置可以使病人吸到的氧气湿润 (5)兴趣小组用铂丝代替MnO2作催化剂制作了图3所示的简易制氧机。 与便携式制氧机对比，该简易制氧机的优点是___________。制备过程中，若玻璃管中液面上升，为避免液体溢出应采取的操作是___________。 12．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。 【查阅资料】氧气是生命活动的必需气体，生活中保健、急救和鱼缸供氧等都需要制氧。市售制氧器有以下几类：①电解水式制氧机，其操作要求严格，制氧时耗电量较大；②分子筛制氧机，其通过分子筛吸附氮气及其他气体，可从空气中分离出纯度为90%以上的医用氧；③化学试剂制氧机，其在使用时通过试剂发生化学反应产生氧气；④富氧膜制氧机，其通过膜对空气中氮分子的过滤，可得浓度约为30%的氧气。 【分析讨论】 (1)以上几种市售制氧器的制氧原理中，涉及化学变化的是______（填序号）；使用分子筛制氧机的优点是______。 (2)用化学试剂制取氧气时可供选择的反应物较多，以下物质中，有可能用作制取氧气的反应物是______（填字母）。 A． B． C． D． 【模仿改造】某化学试剂制氧机（原理见图1）利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠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，液体变得浑浊，仓壁变得温热，加湿过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (3)加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气______溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且可以根据______来判断产生氧气的速率。 (4)写出验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法：______。 (5)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，目的可能是______。 (6)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）。 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 (7)同学们利用身边物品自制了如图2所示的简易供氧器。与真实产品对比中，形成的观点不正确的是______（填字母）。 A．产氧和洗气装置组合不用一体化 B．甲瓶相当于加湿过滤仓，乙瓶相当于反应仓 C．特定需求是选择制氧方法的重要依据 D．制氧机要符合美学、工程、安全等标准 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五单元   化学反应的定量关系 跨学科实践活动4  基于特定需求设计和制作简易供氧器 【活动目标】 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，了解实现物质定量转化的方法，综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题。 【活动设计与实施】 任务 1 了解需求 一、 了解需求：供氧器的适用人群、场景及特点 核心思想：性质决定用途，用途反映性质（氧气的助燃性、供给呼吸）。 人群分类 典型场景与地域 对供氧器的核心要求（化学与物理角度） 1. 医疗急救患者 医院、救护车、家庭病床（全国范围） 氧气浓度可控（需混合空气）、湿润洁净（带水过滤）、流量稳定、可长时间连续供应。 2. 高原地区人员 青藏高原、登山营地（海拔3000米以上） 质量轻便易携带、操作简单（体力不支时能单手操作）、能抵抗低温环境。 3. 矿井/火灾被困者 地下矿井、高层火灾现场 必须具备独立供气源（不依赖电力）、坚固防爆、能提供短时大流量（用于快速逃生）。 二、 简易供氧器的设计与制作目标（总纲） 基于“安全、易得、有效”的原则，设计和制作应达成以下 4个核心目标： 产氧可行（化学原理）：利用初中化学熟悉的反应，如 2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑（加热高锰酸钾）或 2H₂O₂ 2H₂O + O₂↑（二氧化锰催化过氧化氢）。（推荐后者，因为常温反应，更安全易控）。 装置简单（实验装置）：使用锥形瓶（或塑料瓶）、导管、集气瓶，组装成类似实验室制氧气的“固液不加热装置”。 操作安全（安全规范）：装置必须密封良好，有防倒吸装置（导管伸入集气瓶口即可），且反应速率适中（通过分液漏斗或注射器控制加液速度）。 便于收集（收集方法）：采用 向上排空气法（因为氧气密度略大于空气）或 排水集气法（因为氧气不易溶于水，且能看出气泡快慢，直观判断产氧速率）。 三、 选择一种情况，确定具体设计目标 【选定场景】：高原家庭或帐篷内应急供氧（以过氧化氢为原料） 【设计目标】（细化要点）： 原料选择： 使用 5%的过氧化氢溶液（医用双氧水，易购买）和 二氧化锰（MnO₂）（可取自废旧电池中的黑色粉末，或使用新鲜猪肝研磨液——含过氧化氢酶，催化效果也很好）。 发生装置设计： ①主反应器：带双孔橡皮塞的锥形瓶（或大号塑料瓶）。 ②加药方式：一孔插入 注射器（不带针头），推动注射器将过氧化氢逐滴加入瓶内，通过推速控制产氧快慢（这比分液漏斗更适合初中生操作）。 ③ 催化剂放置：将二氧化锰用纱布包成小包，用线悬挂在瓶颈处（反应结束后可拉出回收）。 净化与湿润： 因高原空气干燥，在锥形瓶和吸气管之间，增加一个 洗气瓶（装少量水）。氧气通过水时，既洗去了可能带出的酸性液体，又增加了湿润度（湿润的氧气对呼吸道刺激小）。 收集与输出： ①不储存氧气（不集气），采用 “即产即用” 模式。 ②输出端连接 医用鼻氧管，直接供给患者。 ③在前面加一个 T型三通管，一端通大气，让患者可以根据自身感受调节吸入的氧浓度（若感觉太冲，可让部分氧气排空）。 制作与测试标准： ①加入一次30mL过氧化氢溶液（5%），在常温下（20℃）能稳定产氧 不少于15分钟。 ②装置总重量不超过 500克。 ③整套装置成本（不含回收）控制在 20元人民币以内。 四、 核心要点总结（用于答辩或结论） ①化学方程式：2H₂O₂ 2H₂O + O₂↑，体现了催化剂（MnO₂）在反应前后质量和化学性质不变。 ②控制变量：通过 注射器推进速度 控制反应速率，体现了化学实验中“控制条件”的重要性。 ③多功能性：洗气瓶里的水既起到了 净化 作用，也起到了 湿润 和 观察气泡速度（判断反应快慢） 的作用，一器多用。 ④环保理念：二氧化锰可回收，过氧化氢分解后的产物是水，无污染，符合绿色化学要求。 任务 2 获取信息 一、商品化供氧器的主要类型 查阅资料可知，目前市面上的供氧器按制氧原理主要分为以下四类： 类型 制氧原理 常见产品 化学试剂制氧机 利用化学反应（如过碳酸钠遇水分解）产生氧气 便携式氧气发生器、氧立得 分子筛制氧机 利用变压吸附（PSA）技术，通过分子筛吸附空气中的氮气，分离出氧气 家用制氧机、医用制氧机 富氧膜制氧机 利用富氧膜对气体渗透速率不同的原理分离氧气 部分小型家用制氧设备 电解水制氧机 利用电解水产生氧气（反应需通电，受场景限制） 电解式制氧机（较少用于医疗） 此外，还有压缩氧气瓶式供氧器（便携式医用供氧器），由氧气瓶、压力表、流量调节阀及加湿器等组成，需到医用氧气站充装氧气。 二、供氧器的组成、结构和工作原理（结合实物与说明书） 以查阅到的过碳酸钠制氧器（如路德BZ-1型便携式制氧器）为例： 1. 基本结构 ①反应仓：放置制氧剂（A剂：过碳酸钠，B剂：二氧化锰作催化剂）和水，发生化学反应产生氧气。 ②过滤加湿仓：加入清水，用于湿润氧气、过滤杂质。 ③密封盖、提手、导管、鼻塞等附件。 2. 工作原理 过碳酸钠（2Na₂CO₃·3H₂O₂）遇水分解产生过氧化氢，过氧化氢在催化剂（MnO₂）作用下快速分解放出氧气。 反应产生的氧气经反应仓→隔离仓→加湿仓（通过水过滤并湿润）→经导管被使用者吸入。 3. 操作方法（说明书要点） ①向反应仓和加湿仓分别加水至水位线。 ②先加A剂（过碳酸钠），后加B剂（二氧化锰）。 ③盖好上盖，插好导管和鼻塞，开始吸氧。 ④通过观察窗看到气泡消失，表示供氧完毕，倒出残液清洗收存。 4. 注意事项（初中化学重点关注） ①水温影响反应速率：水温过高，供氧时间缩短、产氧速率加快；水温过低则相反，水温控制在15~25℃为宜。 ②保持导管畅通，避免因堵塞导致器内压力过大而胀裂。 ③使用中保持直立，切勿倾斜倒置，以防溶液从导管溢出。 三、商品供氧器 vs. 实验室制取氧气——对比分析 对比维度 商品供氧器（以化学试剂型为例） 实验室制取氧气 制氧原理 过碳酸钠+水→H₂O₂→O₂↑（常温反应） ①加热KMnO₄ ；②H₂O₂+MnO₂（常温） ；③加热KClO₃+MnO₂ 反应条件 常温，无需加热或通电 部分需加热（KMnO₄、KClO₃），部分常温（H₂O₂） 发生装置 一体化密封塑料容器（反应仓+加湿仓） 试管/锥形瓶+带导管的橡皮塞（铁架台固定） 收集方法 即产即用，不储存氧气，直接经导管输出给人体吸入 排水集气法或向上排空气法收集氧气备用 净化/加湿 自带加湿过滤仓（水润湿氧气、过滤杂质） 一般不设加湿装置；若需干燥氧气可用浓硫酸洗气 核心关注点 安全、便携、操作极简、供氧时长和速率稳定 产氧纯净度、收集效率、实验操作规范性 分析原因（综合多学科视角）： 化学视角：商品供氧器优先选择过碳酸钠等固体供氧剂，因其性质稳定、便于储存运输，且常温反应安全、产氧量可观。实验室则更注重反应原理的典型性和可操作性。 物理视角：商品供氧器的加湿过滤功能利用了氧气不溶于水、可通过水中气泡的物理性质，同时气泡速率可用于直观判断产氧快慢。 工程视角：商品化设计追求“防呆”——即无需专业培训即可操作，装置一体化、密封性高，而实验室装置更注重可拆卸、可清洗、可重复使用。 四、供氧器的工作原理和组成特点（总结） 工作原理：通过化学反应（如过碳酸钠分解）或物理分离（如分子筛变压吸附）制取氧气，经加湿过滤后供给人体吸入。 组成特点： ①气源/反应单元：提供氧气（反应仓或氧气瓶）。 ②净化/加湿单元：用水过滤杂质并湿润氧气（加湿过滤仓）。 ③输出/控制单元：导管、鼻塞或面罩，部分带有流量调节阀和压力表。 ④安全设计：密封良好、防倾倒、防堵塞，确保使用安全。 核心要点：商品供氧器的设计服务于特定场景需求（如家用、高原、急救），因此优先追求安全、便携、操作简单、绿色环保，这与实验室制氧追求“原理典型、操作规范”有本质区别。 任务 3 设计制作 一、选择制氧原理与设计供氧器 1. 制氧原理的选择（初中化学常用三种方案对比） 方案 化学方程式 反应条件 优点 缺点 方案A： 加热高锰酸钾 2KMnO₄K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ 加热 产氧纯净，操作经典 需加热（酒精灯），不便于便携使用，存在安全隐患 方案B： 过氧化氢+二氧化锰 2H₂O₂ 2H₂O + O₂↑ 常温 常温反应，安全可控；通过控制加液速度可调控产氧速率；产物无污染（绿色化学） 需携带液体试剂（H₂O₂溶液） 方案C： 过碳酸钠+水（含催化剂） 2Na₂CO₃·3H₂O₂ 2Na₂CO₃ + 3H₂O₂；2H₂O₂2H₂O + O₂↑ 常温 固体试剂，便于储存运输；加水即反应，操作极简 产氧速率受水温影响较大 推荐选择： 方案B（过氧化氢+二氧化锰） 或 方案C（过碳酸钠）。两者均常温反应、操作安全，且产物无污染，符合绿色化学理念，最适合“简易供氧器”的设计目标。 2. 供氧器的组成与结构设计 根据“即产即用、安全便携”的目标，供氧器应包括以下功能单元： 单元名称 功能 对应材料/装置（实验室条件） 发生单元 制取氧气 锥形瓶/广口瓶 + 双孔橡皮塞 加药单元 控制反应速率 分液漏斗/注射器（滴加H₂O₂溶液） 净化加湿单元 湿润氧气、过滤杂质、观察气泡 洗气瓶（广口瓶 + 水 + 导管） 输出单元 供人吸入 导管 + 鼻氧管/吸氧面罩 安全单元 防止压力过大或倒吸 导管口不浸入水中、装置密封检查 3. 绘制设计图（结构示意图文字描述） [注射器（加H₂O₂）] [鼻氧管 → 供人吸入] 加湿瓶 水 润湿（观察气泡） 发生瓶 H₂O₂+MnO₂ 常温反应 导管连接 导管连接 设计要点： ①导管应伸入加湿瓶液面以下，使氧气通过水（湿润并观察气泡速率）。 ②输出端导管应在加湿瓶液面以上，防止液体被带出。 ③所有连接处应密封良好（用凡士林涂抹橡皮塞和导管接口）。 4. 相关试剂用量的计算（初中化学水平） 以方案B（过氧化氢+二氧化锰）为例，假设需提供 1.0L（约1000mL）氧气（常温常压下，约0.042mol）： 计算步骤： 步骤 内容 计算 ① 所需O₂的物质的量 n(O₂) = V / Vₘ = 1.0L ÷ 22.4L/mol ≈ 0.045 mol ② 根据方程式求H₂O₂的物质的量 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑，n(H₂O₂) = 2 × n(O₂) = 0.090 mol ③ 求H₂O₂的质量 m(H₂O₂) = 0.090mol × 34g/mol ≈ 3.06g ④ 换算为5%过氧化氢溶液的体积 m(溶液) = 3.06g ÷ 5% ≈ 61.2g，约 60mL ⑤ 催化剂用量（MnO₂） 约 1~2g 即可（催化剂量不影响产氧总量，只影响速率） 要点提示：催化剂（MnO₂）的质量和化学性质在反应前后不变，起改变反应速率的作用，不参与总反应计量计算。 二、产品试验、分析及优化 1. 供氧效果试验方法 试验项目 方法 观察/记录指标 产氧速率测试 加入定量的H₂O₂溶液，记录加湿瓶中产生气泡的速率和持续时间 气泡产生快慢、供氧总时长 产氧量验证 用排水集气法收集产生的气体，用带火星的木条伸入集气瓶口检验 木条复燃说明收集到的是O₂ 密封性检测 用手紧握发生瓶（或用热毛巾包裹），观察导管口是否有气泡冒出 有气泡 → 装置气密性良好 使用舒适度测试 同学模拟吸氧（仅接导管不实际供氧），测试导管通畅性和操作便捷性 是否有不适感、操作流程是否顺畅 2. 试验结果分析（可能出现的问题及原因） 现象 可能原因 改进措施 产氧速率过快/过慢 ①H₂O₂浓度太高/低； ②催化剂用量过多/少； ③温度过高/低 ①稀释H₂O₂或适当提高浓度；②调整催化剂用量；③控制水温在15~25℃ 加湿瓶中倒吸液体 导管伸入加湿瓶水中太深，发生倒吸 导管口刚好刚过液面，或增加止逆阀 装置漏气 橡皮塞未塞紧、导管接口松动 涂抹凡士林密封，检查连接处 气泡从导管进入加湿瓶但输出端氧气弱 导管堵塞或接口折弯 检查导管是否通畅，使用硬质管转弯处 3. 从工程技术角度的优化策略 安全优化：增加安全阀（如橡皮管加夹子，压力过大时自动弹开）或止逆阀防止液体倒流。 操作优化：用注射器代替分液漏斗，单手即可推注加药，无需铁架台固定，更便携。 结构优化：将发生瓶和加湿瓶一体化设计（如上下层结构），减少导管连接点，降低漏气风险。 材料优化：用塑料瓶代替玻璃仪器，减轻重量、防摔，适合户外环境使用。 指示优化：在加湿瓶外标注“最高水位线”和“最低水位线”，防止加水过多或过少。 三、编写自制供氧器使用说明书 自制供氧器使用说明书（初中化学版） 【产品名称】 便携式简易化学制氧器 【适用范围】 缺氧环境（如高原地区、通风不良场所）应急补氧，仅供外用吸氧。 【主要成分】制氧剂：5%过氧化氢溶液（H₂O₂） 约60mL 催化剂：二氧化锰（MnO₂） 约2g（可重复使用） 【组装步骤】 ①检查各部件是否齐全，导管是否通畅。 ②在发生瓶中加入MnO₂（催化剂）。 ③加湿瓶中加入适量清水（水位线1/3~1/2处）。 ④按设计图连接各部件，检查装置气密性（用手捂发生瓶，观察加湿瓶中导管口有无气泡）。 ⑤将注射器吸满H₂O₂溶液，连接至发生瓶加药口。 【使用方法】 ①将鼻氧管连接至加湿瓶输出口。 ②匀速推注注射器中的H₂O₂溶液（约1~2滴/秒），观察加湿瓶中气泡均匀冒出。 ③开始吸氧，每次使用不超过20分钟。 ④停止使用后，立即停止推注，拔除鼻氧管。 【注意事项】 ①装置应保持直立，切勿倾斜倒置，防止液体进入导管。 ②加湿瓶中的水不应超过最高水位线。 ③使用结束后，将装置拆开，倒出残液（主要成分为水和少量未反应H₂O₂，稀释后可排放），回收MnO₂（洗净、干燥后保存备用）。 ④催化剂MnO₂可重复使用，体现资源节约和绿色化学理念。 【安全警示】 ①勿让儿童单独操作。 ②吸氧时远离火源（氧气有助燃性）。 ③若感到不适立即停止使用。 ④本装置仅供应急使用，严重缺氧情况请及时就医。 四、核心要点总结（用于项目结论） 维度 要点 化学原理 2H₂O₂2H₂O + O₂↑（常温分解，绿色环保） 核心计算 根据方程式，1mol O₂对应2mol H₂O₂；5% H₂O₂溶液约60mL可制取约1.0L O₂ 装置关键 发生瓶（反应）+ 加湿瓶（湿润/观察）+ 导管（输出）+ 注射器（控速） 实验技能 气密性检查、排水集气法验证、催化剂回收利用 工程思维 从实验室装置到便携产品的优化：控速、密封、轻量、安全、指示 安全第一 密封防漏、防倒吸、控反应速率、远离火源 【展示与交流】 1.展示自制的供氧器，介绍产品的工作原理、制作方法和供氧效果等。 2.在“设计和制作简易供氧器”过程中，与同学交流工作原理、制氧方法是否合适，供氧效果如何，吸氧舒适度及所用材料是否环保安全、装置的密封性等，取长补短，不断完善自己的设备。 1．化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。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发生装置 C．图乙用作加湿过滤仓时，b管与病人相连 D．加湿过滤仓中水的作用之一是加快生成氧气的速率 【答案】B 【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A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B正确； C、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C错误； D、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D错误。 故选B。 2．小科的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”，其原理如图所示。小科通过阅读说明书，了解它的工作原理。下列说法不正确的是（ ） A．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故 B．根据加湿过滤仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢 C．加湿过滤仓利用氧气难溶于水的原理，使氧气湿润 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】C 【解析】A、氧气是气体，要防止输出氧气的管道堵塞，防止压强过大，避免引发安全事故，故A选项不符合题意； B、氧气不易溶于水，可根据加湿过滤仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢，故B选项不符合题意； C、加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润，故C选项符合题意； D、该装置能够产生氧气，氧气可以供给动物呼吸，夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧，故D选项不符合题意。 故选C。 3．在“设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动中，下列步骤涉及化学变化的是（ ） A．绘制装置图 B．组装仪器 C．计算相关试剂的用量 D．检验氧气 【答案】D 【解析】A、绘制装置图的过程中没有生成新物质，属于物理变化； B、组装仪器的过程中没有生成新物质，属于物理变化； C、计算相关试剂的用量的过程中没有生成新物质，属于物理变化； D、检验氧气发生了燃烧，有二氧化碳等物质生成，属于化学变化。 故选D。 4．基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需要满足的基本要求不包括（ ） A．制氧原材料价廉物美，方便携带 B．能持续供氧，供氧过程不产生有害气体 C．参加反应的相关化学物质必须易溶于水 D．设计气流阀门，调控气流速度 【答案】C 【解析】A、基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需满足制氧原材料价廉物美，方便携带，选项正确； B、基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需满足能持续供氧，便于长时间使用，且供氧过程不产生有害气体，选项正确； C、基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，不需考虑参加反应的相关化学物质必须易溶于水，选项错误； D、基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需设计气流阀门，调控气流速度，以适应不同环境的要求，选项正确。 故选C。 5．兴趣小组利用生活用品自制了一个简易制氧机如图所示，下列分析不合理的是（ ） A．试剂A可能是过氧化氢溶液，B可能是二氧化锰 B．装置甲可用于实验室制氢气 C．该装置可调控反应的发生与停止 D．通过乙瓶中的气泡可观察氧气的流速 【答案】C 【解析】A、试剂A可能是过氧化氢溶液，B可能是二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，故A合理； B、装置甲为固液常温型发生装置，适用于锌粒和稀硫酸反应制取氢气，即可用于实验室制氢气，故B合理； C、该装置可通过注射器控制液体的滴加速度来从而控制反应速率，但是不可调控反应的发生与停止，故C不合理； D、氧气不易溶于水，通过乙瓶中的气泡可观察氧气的流速，故D合理； 故选C。 6．一台“便携式制氧器”，其原理如图所示，下列说法不正确的是（ ） A．加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润 B．根据加湿过滤仓中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢 C．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧 D．输出的氧气可作为燃料，用于切割金属 【答案】D 【解析】A、加湿过滤仓中装有水，氧气不易溶于水，当氧气通过水时，会使氧气湿润，该说法正确，不符合题意； B、氧气排出速度快，通过水时产生的气泡就多；氧气排出速度慢，产生的气泡就少。所以根据加湿过滤仓中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢，该说法正确，不符合题意； C、夏天温度高，氧气在水中的溶解度下降，鱼缸中溶解氧减少，可用该 “便携式制氧器” 给鱼缸中的鱼供氧，该说法正确，不符合题意； D、氧气能支持燃烧，但本身不能燃烧，不具有可燃性，不能作为燃料，该说法不正确，符合题意。 故选D。 7．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。 8．如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．可以通过观察加湿仓中气泡情况判断氧气的流速 B．反应仓的药品可以是高锰酸钾 C．加湿仓类似于排水集气装置 D．加湿仓利用了氧气易溶于水的物理性质 【答案】A 【解析】A.氧气不易溶于水，从反应仓中导出进入加湿仓后，可以通过观察加湿仓中气泡情况判断氧气的流速。A正确； B.高锰酸钾需要在加热条件下反应产生氧气，此装置不能进行加热。B不正确； C.加湿仓的作用不是收集氧气，而是对氧气进行加湿，并且可以类似于排水集气装置通过观察加湿仓中气泡情况判断氧气的流速。C不正确； D.加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质。D不正确。 故选A。 9．“便携式制氧器”的工作原理如下图，药品之一为过碳酸钠固体(化学式2Na2CO3·3H2O2)，它具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质。    下列关于“便携式制氧器”的说法不正确的是（ ） A．与过氧化氢溶液制氧气比较，使用过碳酸钠的优点是方便携带 B．加湿过滤仓中多加水是为了增大O2在水中的溶解度 C．反应仓中发生的反应有： D．可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来判断氧气排出的快慢 【答案】B 【解析】A、与过氧化氢溶液制氧气比较，过碳酸钠是固体，方便携带，不符合题意； B、氧气的溶解度受温度和压强的影响，多加水不能增加氧气在水中的溶解度，符合题意； C、反应仓中发生的反应有过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：，不符合题意； D、可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来判断氧气排出的快慢，说法正确，不符合题意。 故选B。 10．下图是某班级项目学习小组的同学利用塑料瓶、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高锰酸钾 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，故反应仓的药品不能用氯酸钾和二氧化锰，说法错误； B、使用前，加湿仓如果注满水，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，造成危险，说法错误； C、加湿仓的原理类似于湿化瓶，反应仓内产生的氧气，进入到加湿仓，加湿仓内的水对氧气有湿化的作用，过程中不会排出加湿仓中的水，与排水收集装置不同，说法错误； D、加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质，氧气在加湿仓被水湿化后排出，供人体呼吸，说法正确； 故选D。 11．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四套简易供氧器如图所示。各装置中右侧瓶中所装液体为水，分别向三套装置的左侧瓶中加入制氧药品。下列有关说法错误的是（ ） A．装置中不合理的是乙 B．装置丙可根据需要调节氧气流量 C．各装置中右侧瓶类似于排水集气装置 D．设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素 【答案】C 【解析】A、乙装置中，右侧瓶中导管在液面以下，反应生成的氧气无法导出，该装置不合理，故A说法正确； B、丙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B说法正确； C、氧气不易溶于水，各装置中的右侧瓶能使氧气比较湿润，但是并没有排出右侧瓶中的水，不是排水法收集氧气，故C说法错误； 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D说法正确； 故选：C。 12．某同学自制的简易家用供氧器如图所示，下列说法正确的是（ ） A．使用供氧器时，左瓶中可放置的试剂是高锰酸钾 B．装试剂后再检查气密性 C．出气口开始排出的是纯氧气 D．简易供氧器的右瓶中需加入适量水，起到湿润氧气的作用 【答案】D 【解析】A、高锰酸钾制取氧气需要加热，左瓶中可放置的试剂是过氧化氢和二氧化锰，说法错误； B、制取氧气前，先检查气密性再装试剂，避免装置漏气造成药品浪费，说法错误； C、出气口开始排出时，瓶内含有大量空气，并不是纯氧气，一般氧气浓度在99.5%以上的才称为纯氧。说法错误； D、右瓶中需加入适量水，主要目的是为了湿化氧气，说法正确； 故选D。 13．小科的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”，其原理如图所示。小科通过阅读说明书，了解它的工作原理。下列说法不正确的是（ ） A．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故 B．根据加湿仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢 C．加湿仓利用氧气难溶于水的原理，使氧气湿润 D．该制氧器的反应仓相当于实验室制氧气的发生装置 【答案】C 【解析】A、输出氧气的管道堵塞，会导致装置内压强增大，可能引起爆炸，为避免引发安全事故，要防止输出氧气的管道堵塞，故选项说法正确。 B、由于氧气不易溶于水，可以根据加湿过滤仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢，故选项说法正确。 C、加湿过滤仓利用的是氧气不易溶于水的原理，水可以除去氧气中的灰尘，同时带出水蒸气，可用来增加氧气的湿度，使氧气湿润，故选项说法错误。 D、该制氧器的反应仓能够产生氧气，相当于实验室制氧气的发生装置，故选项说法正确。 故选：C。 14．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。 15．图所示为兴趣小组同学利用矿泉水瓶、胶带、铜丝等材料自制的简易供氧器。下列说法错误的是（ ） A．通过推拉铜丝可调控反应的进行 B．在b口用带火星的木条检验氧气 C．二氧化锰能增加生成氧气的质量 D．通过a口的气泡判断氧气的流速 【答案】C 【解析】A、通过推拉铜丝，可以实现固液的接触和分离，从而控制反应的发生和停止，不符合题意； B、氧气具有助燃性，可在b口用带火星的木条检验氧气，带火星的木条复燃，说明是氧气，不符合题意； C、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，在该反应中，二氧化锰是催化剂，催化剂只能改变化学反应速率，不能增加生成氧气的质量，符合题意； D、该实验中，可通过a口产生气泡的速率观测生成氧气的速率，不符合题意。 故选C。 1．学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 【活动一】如图甲所示，反应仓中的制氧剂是过碳酸钠和二氧化锰，已知：过碳酸钠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，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，加湿过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 （1）加湿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 （2）验证从加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法是___________。 【活动二】 制作简易的家用制氧机 （3）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(如图乙)，其中A瓶的作用相当于图甲中的___________仓。 （4）氧气能从A瓶中逸出，是因为氧气___________。 【答案】（1）AB （2）将带火星的木条放在导管口，若复燃，则为氧气 （3）加湿过滤 （4）不易溶于水 【解析】（1）A、氧气不易溶于水，可以通过观察过滤仓中气泡产生的速度来观察氧气生成的速率，符合题意； B、过滤仓中的水可以降低氧气的温度，符合题意； C、过滤仓中的水对氧气生成量无影响，不能加快氧气的生成速率，不符合题意。 故选：AB； （2）氧气具有助燃性，则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导管口处，若木条复燃，则说明为氧气； （3）图乙中氧气从B瓶生成通过导管进入A瓶水中，再通过A中导管逸出，故其中A瓶的作用相当于甲中的加湿过滤仓； （4）氧气不易溶于水，所以能从A瓶中逸出。 2．图1所示是一台简易“制氧机”，制氧原理是利用反应仓中的过碳酸钠和二氧化锰产生O2。图2所示是实验室制取气体的常用装置。已知：过碳酸钠 加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。 （1）请写出图1反应仓中H2O2生成O2的化学方程式______  。 （2）实验室用过碳酸钠、MnO2和H2O制取并收集一瓶较纯净的 ，请从图2中选择发生装置和收集装置的组合是______  (填装置编号)。 【答案】（1） （2）BE 【解析】（1）反应仓中发生的反应为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，故填：； （2）实验室用过碳酸钠、MnO2和H2O制取O2，反应物为固体和液体，反应不需加热，故应选用固-液常温型，则发生装置选B，氧气密度比空气略大，不易溶于水，既可以采用向上排空气收集，也可以采用排水法收集，其中排水法收集的气体较为纯净，即收集装置选E，故填：BE。 3．兴趣小组开展“自制简易制氧机”的跨学科实践活动。 活动一：探秘制氧原理 （1）渗透膜法制氧。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，可得到高浓度的氧气，如图2所示。 ①同温同压下，气体的体积比等于分子个数比。图1表示空气微观模型的是______(空气中其他成分忽略不计，填字母)。 ②空气通过氧气分离膜时，氮分子渗透速率______(填“＞”或“＜”)氧分子渗透速率。 （2）化学试剂制氧。 ①以下试剂可用于制取氧气的是______(填字母)。 a.过氧化钠(Na2O2)     b.氯化铵(NH4Cl)     c.甲烷(CH4)      d.过氧化钙(CaO2) ②常见制氧剂为过碳酸钠(Na2CO4)和二氧化锰。制氧机部分配方说明见表，其中甲、乙剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 甲剂 乙剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供氧时间(分钟) 配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15 配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25 配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15 已知制氧原理可分为两步，步骤一是过碳酸钠溶干水产生过氧化氢和碳酸钠(Na2CO3)，该反应的符号表达式为______；则甲剂的成分是______。 ③若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行快速吸氧。三个配方中，供氧速率最快的是_____。 活动二：制作简易制氧机 （3）同学们利用以上制氧剂、饮料瓶和吸管制作了简易制氧机(如图3)。 ①观察到甲瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热，说明该反应_____(填“放热”或“吸热”)。 ②乙瓶中装水是利用氧气_____溶于水的性质，水的作用是_____。 【答案】（1）B ＜ （2）ad 过碳酸钠 配方三 （3）放热 不易 通过气泡观察氧气产生的速率、润湿氧气 【解析】（1）①同温同压下，气体的体积比等于分子个数比，氮气约占空气体积的78%，氧气约占空气体积的21%，氮气分子与氧气分子个数比约为4:1，图1表示空气微观模型的是B； ②渗透膜法制氧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，结合图示可知，氮分子渗透速率小于氧分子渗透速率； （2）①反应前后元素的种类不变，制取氧气则反应物中需含有氧元素，可用于制取氧气的是过氧化钠和过氧化钙，故选：ad； ②过碳酸钠溶于水生成过氧化氢和碳酸钠，反应的符号表达式为：； 由表中内容可知，对比配方一、二，甲剂的量不同，平均供氧量和供氧时间不同，而该反应中，二氧化锰为催化剂，不能改变生成物质量，则甲剂为过碳酸钠； ③若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，则需短时间内形成大量氧气，配方三形成氧气速率和氧气量较多，则应选择配方三； （3）①观察到甲瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热，说明该反应放热； ②乙瓶中装水是利用氧气不易溶于水的性质，水的作用是通过气泡观察氧气产生的速率、润湿氧气。 4．如图是实验室常见制取气体的发生装置及收集装置，请回答： I.气体的制备与性质 （1）仪器a的名称是______。 （2）实验室用固体加热制取比较纯净的氧气，应选择的发生装置和收集装置的组合是_____(填序号，从A-E中选)，该反应的化学方程式是_____。 （3）小明同学想设计实验验证CO2与水反应，他将足量新制的CO2分别通过G中①和②进行对照实验，由于新制的CO2含有水蒸气，为了保证实验的效果，试剂X应该是_____(填名称)。 （4）甲烷是一种密度比空气小的气体，实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体在加热条件下制取甲烷，应选用的发生装置是_____(填序号)；欲使用F装置用排空气法收集甲烷，气体应从_____(填“m”或“n”)端通入。 II.气体制备在生活与航空中的应用 （5）图1是一种常见的家用制氧机的工作原理简图，图2是小明同学用实验室常见仪器组装出具有相似功能的仪器，其中装置甲相当于制氧机中的______(填过滤仓或反应仓)。 （6）我国科学家进行如图3所示的氧循环研究、实现了空间站氧气的再生，其中反应Ⅰ需要在催化剂和加热的条件下才能发生，写出该反应的化学方程式_____。 【答案】（1）锥形瓶 （2）AC （3）浓硫酸 （4）A m （5）过滤仓 （6） 【分析】本题为实验室制取气体的实验题，需掌握实验室制取气体的实验步骤方可解题。 【解析】（1）仪器a的名称是锥形瓶，故填：锥形瓶。 （2）①实验室用固体加热制取比较纯净的氧气，即为高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应物为固体，反应条件为加热，所以发生装置应选择固体加热型发生装置，即A装置；收集比较纯净的氧气应选用排水阀收集，即C装置； ②反应的化学方程式为； 故填：AC、。 （3）实验目的是验证和水反应，G中放置①干燥的紫色石蕊试纸、②湿润的紫色石蕊试纸，将足量新制的分别通过G中①和②进行对照实验，由于新制的含有水蒸气，因此要先除去中混有的水蒸气，即干燥气体，所以试剂X选浓硫酸，故填：浓硫酸。 （4）①实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体在加热条件下制取甲烷，反应物为无水醋酸钠固体和碱石灰固体，反应条件是 加热，应选择固体加热型发生装置，即装置A； ②甲烷是一种密度比空气小的气体，所以应用向下排空气法收集甲烷，即气体应从短管进、长管出，让甲烷聚集在上方，将空气从长管排出，F装置中m是短管，n是长管，因此气体从m端通入； 故填：A、m。 （5）图1中制氧机的工作原理是反应仓里面放药品甲、乙，其发生反应后产生氧气；过滤仓里面装水，氧气通过水时，既可以过滤杂质，又能使氧气润湿，还能通过气泡观察氧气流速。图2中装置甲是一个盛有水的洗气瓶，氧气从a通入水中，其原理相当于制氧机里过滤仓；故填：过滤仓。 （6）图3中反应I的反应物为和，生成物为和，由于反应Ⅰ需要在催化剂和加热的条件下才能发生，所以反应条件为催化剂、加热，发生反应的化学方程式为，故填：。 5．某小组以“气体制备”为主题开展项目式学习。 Ⅰ．基础实验：实验室里现有高锰酸钾、石灰石和稀盐酸，以及下列仪器。请回答下列问题。 （1）填写下列仪器的名称，a：______；b：______。 （2）甲同学用装置A、D制取，D中除观察到导管口有气泡冒出外，还能出现的现象有_____。 （3）乙同学选用装置B、C制取，反应时液面应不低于______（填“m”或”n”）位置，实验室常用______检验二氧化碳的生成。 （4）甲烷是一种无色无味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室常用加热碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）和醋酸钠固体制取甲烷气体，应该从上图A~D中选择的装置组合是______（填字母）。 Ⅱ．跨学科实践： 某项目小组设计了两个简易制氧装置，分别为图1和图2。 【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成和；易溶于水。 【操作】在图1左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。该瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热；右瓶水中导管口有气泡冒出。 【实验评价】 （5）图1左瓶中的二氧化锰可用______、洗涤、烘干等操作回收；剩余清液在厨房中可用作______。 （6）图1右瓶中水的作用是______（写一个即可）。 （7）图2有两个饮料瓶A和B，瓶中液体高度如图所示，其中一个瓶放入制氧剂后产生氧气，然后氧气从另一个瓶排出。其中______（填“A”或“B”）瓶为制氧瓶。 【选择制氧剂】市售制氧机一般以过氧化氢溶液或过碳酸钠固体为原料。为比较两种制氧剂的效率，该小组利用图1装置进行实验，并记录不同时间内所得氧气的体积得到图3。 （8）结合图3，分析该小组选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机制氧剂的理由是____________。 【答案】（1）酒精灯 铁架台 （2）集气瓶内液面下降，水变为紫红色 （3）m 澄清石灰水 （4）AD （5）过滤 洗涤剂（合理即可） （6）观测产生氧气的速率（或湿润氧气） （7）B （8）过碳酸钠的制氧效率更高，且固体比液体更便于携带 【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是：酒精灯；仪器b的名称是：铁架台； （2）用装置A、D制取氧气，根据所给药品，应选择高锰酸钾制取氧气，用高锰酸钾制取氧气，应在试管口塞一团棉花，防止加热时试管内粉末状物质进入导管，图中试管口未塞一团棉花，加热时，高锰酸钾会通过导管进入水槽中，水变为紫红色，用排水法收集氧气的过程中，集气瓶中水被排出，故D中除观察到导管口有气泡冒出外还能出现的现象有：集气瓶内液面下降，水变为紫红色； （3）选用装置B、C制取二氧化碳，反应时液面应不低于m处，这样可以形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出； 二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故常用澄清石灰水检验二氧化碳的生成； （4）实验室常用加热碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）和醋酸钠固体制取甲烷气体，属于固体加热反应，发生装置可选A，甲烷难溶于水，密度比空气小，可用排水法或向下排空气法收集，收集装置可选D，故填：AD； （5）过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，二氧化锰难溶于水，故图1左瓶中的二氧化锰可用过滤、洗涤、烘干等操作回收； 剩余清液中含碳酸钠，碳酸钠溶液显碱性，能与油脂反应，故剩余清液在厨房中可用作洗涤剂； （6）图1右瓶中水的作用是：湿润氧气，且可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率； （7）图2有两个饮料瓶A和B，瓶中液体高度如图所示。其中一个瓶放入制氧剂后产生氧气，然后氧气从另一个瓶排出，加湿仓氧气要通过长管进入水中，充分接触润湿后，再由短管导出，因此选择A瓶作加湿仓，为了顺利地导出氧气，制氧瓶中通过短管排出氧气进入加湿仓中，故其中B瓶为制氧瓶； （8）由图3可知，在相同时间内过碳酸钠产生氧气体积更多，且固体携带更方便，则选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机制氧剂的理由是过碳酸钠的制氧效率更高，且固体比液体更便于携带。 6．如图1所示是一台简易“制氧机”，制氧原理是利用反应仓中的过碳酸钠和二氧化锰产生 如图2所示是实验室制取气体的常用装置。 【已知：过碳酸钠加水溶解会分解生成 和 （1）请写出图2中利用A 装置制取 的化学方程式_______________。 （2）简述检验图1过滤仓导出的气体______________。（写出选用的试剂及操作方法） （3）实验室用过碳酸钠、 制取 请从图2中选择发生、收集装置_______________。（填字母） 【答案】（1）/ （2）将带火星的小木条放在气体出口处，若带火星的小木条复燃，则能证明气体是氧气 （3）BC或BE 【解析】（1）A装置为固体加热型发生装置，可选用高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰混合物制氧，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，方程式为：（使用高锰酸钾制氧时应在管口放一团棉花）；氯酸钾在二氧化锰作催化剂的条件下加热生成氯化钾和氧气，方程式为：； （2）氧气具有助燃性，能使带火星的小木条复燃，将带火星的小木条放在气体出口处，若带火星的小木条复燃，则能证明气体是氧气； （3）实验室用过碳酸钠、MnO2 和制取 O2，反应物为固体和液体，反应不需加热，故应选用固液常温型发生装置B，氧气密度比空气略大，不易溶于水，既可以采用向上排空气收集，也可以采用排水法收集，故选择的装置组合为BC或BE。 7．某化学兴趣小组同学以“制取氧气”为主题开展项目式学习。 【任务一】实验室制取氧气 （1）实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，该反应的化学方程式是_______________。 （2）若要收集较纯净的氧气，应从C、D、E装置中选用 ________装置， 当观察到___________时表明氧气已收集满。 （3）若用F装置收集氧气，氧气应该从 ________导管口处通入。 【任务二】家庭制取氧气 该小组调查得知，某款家用制氧机是利用过碳酸钠和二氧化锰同时加入水中来制取氧气。同学们利用生活中简单的材料制作了便于携带的简易制氧器，如下图所示。先在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰(已知：过碳酸钠易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢)。 （4）写出反应仓中过氧化氢生成氧气的化学方程式 ________________________。 （5）加湿仓中的水除了有润湿氧气的作用外，还可以起到的作用是 _________________。 （6）验证加湿仓导出的气体为氧气的方法是 ________________________。 （7）如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图1中选用的气体发生装置是____________(填字母序号)。 【任务三】工业制取氧气 （8）在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液氧和液氮的沸点不同，氮气首先蒸发出来，剩下的主要是液氧。此过程属于 __________(填“物理”或“化学”)变化。氮气由液态变为气态时，其变化的微观本质是 ____________发生改变。 【答案】（1） （2）E 集气瓶口有大气泡冒出 （3）a （4） （5）通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率(合理即可) （6）将带火星的木条放在导管口，木条复燃，则为氧气 （7）A （8） 物理 分子之间的间隔 【解析】（1）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：； （2）氧气不易溶于水，密度比空气略大，可用排水法或向上排空气法收集，排水法收集的气体比较纯净，故收集装置可选E； 用排水法收集气体，当观察到集气瓶口有大气泡冒出时，说明氧气已经集满； （3）若用F装置收集氧气，氧气的密度比空气略大，氧气应该从a导管口处通入； （4）反应仓中过氧化氢生成氧气的反应为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：； （5）加湿仓中的水除了有润湿氧气的作用外，还可以起到的作用是：通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率； （6）氧气具有助燃性，验证加湿仓导出的气体为氧气的方法是：将带火星的木条放在导管口，木条复燃，说明是氧气； （7）如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置可选A； （8）在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液氧和液氮的沸点不同，氮气首先蒸发出来，剩下的主要是液氧。此过程只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化； 氮气由液态变为气态时，其变化的微观本质是分子之间的间隔发生改变，分子之间的间隔变大。 8．实验是学习化学的重要途径，结合实验回答下列问题。 【基础实验】 （1）写出仪器名称：a.________。 （2）实验室用装置A作发生装置制备一瓶纯净的氧气，检查该装置气密性的方法是________，棉花的作用是________，反应的符号表达式为________，选择的收集装置是________（填序号）。 （3）B装置也可以用于实验室制备氧气，反应的符号表达式为_______，该反应属于_______反应（填基本反应类型）。 （4）铁在氧气中燃烧实验时（如图F），集气瓶底部水的作用是________。 【跨学科实践活动】 在跨学科实践课上同学们对某款家用制氧机进行研究。该制氧机利用过碳酸钠固体（A剂）和二氧化锰（B剂）同时加入水中制取氧气。工作原理如图所示。 （5）检验“过滤仓”中导出的气体是氧气的方法是________。 （6）过滤仓中水的作用是________（一条即可）。 （7）同学们根据家用制氧机的原理利用身边物品设计了一款简易制氧器，其原理如下图。与真实产品对比，下列观点不正确的是________。 A．瓶甲和瓶乙组合不用一体化 B．内部气体流向采用高进低出方式 C．特定需求是选择制氧方法的重要依据 D．制氧机要符合美学、工程、安全等标准 【答案】（1）分液漏斗 （2）组装好仪器后，导管一端伸入装水的烧杯中，两手紧握锥形瓶壁，若导管口有气泡，松开手后一段时间，导管中形成一段水柱，说明气密性良好 防止加热时固体粉末状物质进入导管 E （3） 分解 （4）防止高温生成物溅落，炸裂瓶底 （5）将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则为氧气 （6）观察氧气产生的速率（合理即可） （7）A 【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是分液漏斗； （2）装置A检查装置气密性的方法为：组装好仪器后，导管一端伸入装水的烧杯中，两手紧握锥形瓶壁，若导管口有气泡，松开手后一段时间，导管中形成一段水柱，说明气密性良好； 试管口的棉花是为了防止加热时固体粉末进入导管； 该反应是高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，符号表达式为：； 氧气的密度比空气大，不易溶于水，应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； （3）B装置为固液常温型，用该装置制备氧气应为过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，化学符号表达式为：；该反应符合一变多，属于分解反应； （4）铁在氧气中燃烧实验时，集气瓶底部水的作用是防止高温生成物溅落，炸裂瓶底； （5）氧气具有助燃性，故检验氧气的方法是氧气的方法是将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则为氧气； （6）过滤仓中水可以吸收杂质提纯氧气，降低氧气温度，观察氧气产生的速率，保证供给氧气的湿度要求（合理即可）； （7）A、甲是洗气装置，乙是产氧装置，产氧和洗气装置组合更便于使用，所以需要一体化，选项错误； B、简易供氧器与真实产品都是内部气体流向采用高进低出方式，选项正确； C、实验室和生活中的制氧方式不同，则特定需求是选择制氧方法的重要依据，选项正确； D、制氧机是工业生产的民用商品，则要符合美学、工程、安全等标准，选项正确； 故选：A。 9．基于特定需求设计和制作简易供氧器。 （1）图1加湿仓中水的作用是_______。 （2）反应仓中A剂可以重复使用，理由是_______。 （3）图1中“通道”相当于下图装置中的_______(填字母)。 【答案】（1）湿润氧气等 （2）化学反应前后二氧化锰的质量和化学性质没有改变 （3）B 【解析】（1）氧气不易溶于水，氧气从加湿仓中的水中经过后，会带出一定量的水蒸气，使氧气湿润，还可以通过产生气泡的快慢观察产生氧气的速率（合理即可）； （2）二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，反应前后质量和化学性质不变。所以可以重复使用； （3）图1中“O2通道”是将反应仓中产生的O2通入水中，由于氧气不易溶于水，密度比水小，从左上方“O2出口”逸出。相当于图2装置中的B装置。 故填B。 10．请结合下列实验装置图回答问题。 （1）仪器①的名称是_____。 （2）用过氧化氢和二氧化锰反应制取氧气，可选择的发生装置为_____(填序号)，反应的文字表达式为_____；图F装置为多功能瓶，若用排空气法来收集氧气，氧气应从_____(填“b”或“c”)端进，验满的方法是_____。 （3）用装置收集氧气，当_____时开始收集，收集完氧气后用玻璃片_____(选填“磨砂”或“光滑”)一面盖住集气瓶口，_____(选填“正放”或“倒放”)在桌面上。 （4）如果用装置测量生成的体积，则在虚线框内还需添加的仪器是_____(填写仪器名称)。 （5）若实验室采用C装置代替B装置制取氧气，优点是_____。 （6）化学兴趣小组利用某固体增氧剂可与水反应产生氧气、饮料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作了简易供氧器，如图乙所示，图乙中的装置与图甲中的_____(填字母)装置作用类似。 【答案】（1）酒精灯 （2）B或C b 将带火星的木条放在导管口c处，若木条复燃，则集满 （3）导管口有气泡连续均匀放出 磨砂 正放 （4）量筒 （5）能控制反应的速率 （6）C 【解析】（1）由图可知，仪器①为酒精灯； （2）用过氧化氢和二氧化锰反应制取氧气，反应物为固体和液体，不需加热，故应选用固液常温型发生装置，故选B或C； 过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，文字表达式为：； 选用F装置，若用排空气法来收集氧气，氧气密度比空气大，气体应长进短出，故气体从b进入； 氧气具有助燃性，验满时，将带火星的木条放在导管口c处，若木条复燃，则说明已经收集满； （3）用D装置，即排水法收集氧气，应在导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，因为一开始排出的是装置内的空气； 收集完氧气后用玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口，这样比较紧密； 氧气的密度比空气大，将集气瓶移出水面，正放在桌面上； （4）要测量生成的体积，可通过测量排出水的体积来确定，所以虚线框内需要用量筒来测量水的体积； （5）实验室采用C装置代替B装置制取氧气，C装置可通过分液漏斗的活塞控制液体滴加的速度，进而可以控制反应速率； （6）图乙中的G装置可通过注射器控制液体滴加的速度，进而可以控制反应速率，与图甲中的C装置作用类似。 11．某“便携式制氧机”的工作原理如图1所示。请你参与学习。 查阅资料：过碳酸钠化学式为2Na2CO3•3H2O2，受热易分解；过碳酸钠溶于水时生成Na2CO3和H2O2。 （1）按照使用说明书，制氧机第二步发生反应的符号表达式是___________。根据资料信息，写出一条保存过碳酸钠固体的注意事项___________。 （2）在看到反应仓内产生气泡后，马上将带火星的木条放在氧气出口处，却没有看到带火星的木条复燃，你认为原因可能是___________。 （3）氧气能从加湿过滤仓中逸出，是因为氧气具有的性质是___________。 （4）医疗氧气瓶上的湿化瓶类似于图2，关于该装置说法正确的是___________(填序号)。 A．b导管连接制氧机 B．b导管连接病人吸氧的塑料管 C．可以观察氧气生成的速率 D．该装置可以使病人吸到的氧气湿润 （5）兴趣小组用铂丝代替MnO2作催化剂制作了图3所示的简易制氧机。 与便携式制氧机对比，该简易制氧机的优点是___________。制备过程中，若玻璃管中液面上升，为避免液体溢出应采取的操作是___________。 【答案】（1）H2O2H2O+O2 放在阴凉处密封保存 （2）氧气不纯 （3）氧气不易溶于水 （4）BCD （5）能控制反应的开始与停止 向上提起铂丝，移离液面 【解析】（1）第二步是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，反应生成水和氧气，符号表达式为：；过碳酸钠受热易分解，且溶于水时生成Na2CO3和H2O2，则应保存在阴凉处，密封保存。 （2）在看到反应仓内产生气泡后，马上将带火星的木条放在氧气出口处，却没有看到带火星的木条复燃，原因可能是氧气不纯。 （3）氧气能从加湿过滤仓中逸出，是因为氧气具有的性质是氧气不易溶于水。 （4）A、a是长管，应该连接制氧机，氧气从长管进入，经湿润、降温后从短管排出，故A错误； B、b是短管，连接病人吸氧的塑料管，氧气从a长管进入，经湿润、降温后从短管从b短管排出进入到病人鼻腔，故B正确； C、氧气从a管通入后，水中会产生气泡，可以通过观察气泡产生速率来观察氧气输出速率，故C正确； D、氧气从a管通入水中后，氧气被润湿，故D正确； 故选BCD。 （5）与便携式制氧机对比，该简易制氧机的优点是通过控制铂丝上下抽拉，能控制反应的开始与停止；制备过程中，若玻璃管中液面上升，为避免液体溢出应采取的操作是：向上提起铂丝，移离液面，使反应停止。 12．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。 【查阅资料】氧气是生命活动的必需气体，生活中保健、急救和鱼缸供氧等都需要制氧。市售制氧器有以下几类：①电解水式制氧机，其操作要求严格，制氧时耗电量较大；②分子筛制氧机，其通过分子筛吸附氮气及其他气体，可从空气中分离出纯度为90%以上的医用氧；③化学试剂制氧机，其在使用时通过试剂发生化学反应产生氧气；④富氧膜制氧机，其通过膜对空气中氮分子的过滤，可得浓度约为30%的氧气。 【分析讨论】 （1）以上几种市售制氧器的制氧原理中，涉及化学变化的是______（填序号）；使用分子筛制氧机的优点是______。 （2）用化学试剂制取氧气时可供选择的反应物较多，以下物质中，有可能用作制取氧气的反应物是______（填字母）。 A． B． C． D． 【模仿改造】某化学试剂制氧机（原理见图1）利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠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，液体变得浑浊，仓壁变得温热，加湿过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 （3）加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气______溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且可以根据______来判断产生氧气的速率。 （4）写出验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法：______。 （5）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，目的可能是______。 （6）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）。 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 （7）同学们利用身边物品自制了如图2所示的简易供氧器。与真实产品对比中，形成的观点不正确的是______（填字母）。 A．产氧和洗气装置组合不用一体化 B．甲瓶相当于加湿过滤仓，乙瓶相当于反应仓 C．特定需求是选择制氧方法的重要依据 D．制氧机要符合美学、工程、安全等标准 【答案】（1）①③ 制得的氧气浓度高 （2）ABD （3）不易 气泡产生的快慢 （4）将带火星的木条放在加湿过滤仓上方的导管口处，若木条复燃，则证明是氧气 （5）将得到的氧气充分润湿（合理即可） （6）B （7）A 【解析】（1）电解水式制氧机操作要求严格且耗电量大，分子筛制氧机通过分子筛吸附氮气及其他气体从空气中分离出纯度为90%以上的医用氧，化学试剂制氧机通过试剂发生化学反应产生氧气，富氧膜制氧机通过膜对空气中氮分子的过滤得到浓度约为30%的氧气。化学变化是有新物质生成的变化，电解水和化学试剂制氧都有新物质生成，属于化学变化；分子筛制氧机的优点是制氧浓度（或纯度）高。 （2）A、含有氧元素，在一定条件下可分解产生氧气； B、含有氧元素，能与水等反应产生氧气； C、不含有氧元素，不能用于制取氧气； D、含有氧元素，能与水等反应产生氧气。 （3）因为氧气不易溶于水，所以加湿过滤仓可使氧气变得湿润；同时，产生气泡的快慢能直观反映产生氧气的速率。 （4）由于氧气具有助燃性，所以将带火星的木条放在加湿过滤仓上方的导管口处，若木条复燃，则证明是氧气。 （5）采用高压进低压出的方式，有利于气体排出，同时能使气体在加湿过滤仓中更好地与水接触，将得到的氧气充分润湿。 （6）选择制作简易供氧器的反应原理时，需要考虑的因素有原料是否价廉易得、反应速率是否适中、制得氧气是否纯净、实验条件是否易于控制、是否安全、环保，不需要考虑所制气体的性质。 （7）A、产氧和洗气装置组合更便于使用，所以需要一体化，A选项错误； B、简易供氧器与真实产品都是内部气体流向采用高进低出方式，甲瓶相当于加湿过滤仓，乙瓶相当于反应仓，B选项正确； C、实验室和生活中的制氧方式不同，则特定需求是选择制氧方法的重要依据，C选项正确； D、制氧机是工业生产的民用商品，则要符合美学、工程、安全等标准，D选项正确 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $