第5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-【高效课堂】2026-2027学年九年级上册化学同步导学案(人教版)

实践活动4基于特定需习 要点： 1.该项目以氧气的制取为核心，综合考虑使 用环境和特定使用人群的实际需求，选择具体的 技术与工程方法设计和自制简易供氧器，承载必 做实验“氧气的实验室制取与性质”。 2.从实际需求出发，选取制氧原理，对简易 供氧器装置进行试验和优化。考查探究呼出和 吸入空气中氧气含量是否相同，紧急抢救黄金4 分钟等（涉及数学、物理、材料、健康等）。 【同步训练】 1.学习小组的同学自己设计并制作了制氧机，如 图所示。反应仓是氧气产生的场所。加湿过 滤仓不能起到的作用是 (填字母序号)。 密封盖 反应仓 加湿过滤仓 A.洗气作用，滤去氧气中的杂质 B.降低氧气的温度，提高氧气的湿度 C.通过气泡观察氧气生成的速率 D.加快生成氧气的速率 2.生活中选择合适的试剂和装置可以制取氧气。 (1)过碳酸钠制氧。某款家用制氧机利用两种化 学药剂[过碳酸钠(2NaCO3·3HO2)和二氧化 锰同时加入水中制取氧气，装置如图所示。 04 密封盖 水 96&用 9g96 一水 98 多-药剂 加湿过滤仓隔板反应仓 ①制氧机工作时发生了两步反应，写出第二步 反应的化学方程式。 第一步：2NaCO,·3HO2—2NaCO+3HO2; 第二步： 7 求设计和制作简易供氧器 ②图中“加湿过滤仓”的原理与下列 （填 字母)装置类似。 B D (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，如图所示。 空气0四0 0o CO氮分子 ∞ ”氧分子 石石 氧气分离膜 。&O富氧空气 GO 空气通过氧气分离膜时，氨分子渗透速率 (填“大于”或“小于”)氧分子渗透速率。 3.“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通 过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成 分是超氧化钾(KO2),产生氧气的主要原理是 超氧化钾与人体呼出的水汽反应，其化学方程 式为：4KO2+2H2O一4KOH+3O24。制 氧剂中其它成分不能生成氧气。 (1)某同学设计化学氧自救呼吸器时，为确定制 氧剂的用量，除了查阅人体每分钟呼吸次数外， 还需了解哪些与人体呼吸相关的数据？ (至少一点) (2)设如图设计了甲、乙两种化学氧自救呼吸 器，其内部气体路径如图所示。你认为哪种方 案更合理？说明理由 78 呼吸软管「 呼吸软管了呼气阀 吸气阀乐东 制氧剂： 气囊 制氧罐 制氧剂 气囊 -制氧罐 甲 4.某兴趣小组对某市售“简易供氧器”工作原理 开展探究活动。 (1)知识回顾：实验室制取氧气：实验室常用过 氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，该反应 的化学方程式为 (2)实物探究：“简易供氧 口具 器”初探：某市售“简易供氧 气体通道 引发器 器”主要由“初期生氧器”和初期生氧器 “生氧罐”两部分组成，如图 制氧剂 生氧罐 所示，兴趣小组的同学启动 “初期生氧器”一段时间后，用磁铁靠近“初期 生氧器”中的剩余固体，有黑色固体物质被吸 引。于是，他们针对被吸引的黑色固体物质的 成分开展探究。 【查阅资料】“简易供氧器”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 (二氧化锰做催化剂，氯酸钾分解有氧气生成)。 (I)“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁 粉等物质。 (Ⅱ)四氧化三铁具有磁性，不溶于水，不与硫 酸铜溶液反应。 【提出问题】被磁铁吸引的黑色固体物质的成 分是什么？ 【作出假设】猜想一：铁粉；猜想二：铁粉和四氧 化三铁；猜想三： 【实验探究】 取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中， 实验操作向其中加入足量的硫酸铜溶液，充分反应 后，过滤。 实验现象滤渣中有 色固体 黑色固体物质中一定含有铁粉，此反应方 得出结论 程式为 【交流反思】 (3)“初期生氧器”中铁粉与氧气反应能 (填“吸收”或“放出”)热量，从而使生成氧气的 反应能持续进行。 (4)通过上述实验操作，充分反应后，滤渣中除 红色固体外，还有黑色粉末存在，则说明猜想 成立。 (5)本供氧器的制氧剂是超氧化钾(KO2),其 中钾元素的化合价是 ；反应原理为： 4KO2+2CO2—2K2CO3+3O2,4KO2+ 2HO一4KOH+3O2个；根据以上反应，用 超氧化钾作制氧剂优点： (写其中一点)。 5.过氧化钙(CaO2)和过氧化钠(Na2O2)均可做 供氧剂。过氧化钙与水反应生成对应的碱和 氧气。过氧化钠与过氧化钙的化学性质相似。 10g过氧化钠固体和10g过氧化钙固体与足 量水作用生成氧气的质量与时间的关系如图 所示。 40的质量/g Ca0, 2.05 Na,02 04 0.5 11反应时间/s (1)为了解决鱼的吸氧问题，给鱼缸缓慢持续 供氧，应选的供氧剂为 (2)请计算10g过氧化钙完全反应时产生氧 气的质量（写出计算过程，结果精确到0.01）。5.设生成二氧化硫的质量是x。 S+0,点槛s0, 32 64 32g 32_32gx=64g 64x 答：生成二氧化硫的质量是64g。 6.设消耗氧气的质量为x,生成氧化镁的质量为y。 2Mg+O,点槛2Mg0 4832 80 12g x 48=32=80 12g x y =32X2g-8gy=80X2g=20g 48 48 答：消耗8g氧气；同时生成20g氧化镁。 第5课时根据化学方程式进行简单计算 1.(1)根据质量守恒定律，反应时生成氧气的质量为：12.5g一7.7g=4.8g: (2)设氯酸钾质量为x。 Mn.2KC1+302↑ 2KC10, 245 96 x 4.8g 24596 x4.8g _245×4.8g=12.25g 96 反应前固体中二氧化锰的质量分数是：12.5g12.25×100%=2% 12.5g 答：反应前固体中二氧化锰的质量分数是2%。 2.设A与B的相对分子质量之比为x:y,生成D的质量为m。 A+3B—2C+2D 2×222×9 88g m 2×22_2X9m 88g m :m=2X9X88g=36g 2×22 根据质量守恒定律，参加反应B的质量为：88g+36g一28g=96g x=28g卫=28g=7:8 3y 96 g y 32 g 3.(1)质量和化学性质(2)1.6 (3)设产生1.6g氧气需要H2O2的质量为x。 2H,0,Ma02H,0+0,+ 68 32 x 1.6g 68x 321.6g x=3.4g 答：该过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为3.4g。 4.A 小专题十一工艺流程中的化学方程式 1.C2.C 3.(1)①a②d(2)③2④50%⑤2C0.+4H,0催化剂2CH,0H+30, 4.（1)物理(2)40(3)2Mg+2ZrCL,85oC2MgC十Zr 小专题十二化学计算 1.C2.D3.A4.D5.C6.A7.C8.A9.B 10.设样品中超氧化钾的质量分数为x。 —58 4KO,+2H,O=4KOH+30, 284 96 2 48g 284x 96=48g x=142g 样品中超氧化钾的质量分数为2%100%=7% 答：样品中超氧化钾的质量分数为71%。 11.(1)41.6 (2)设过氧化氢的质量为x。 2H,0。Mm0-2H0+0.+ 68 32 1.6g 68x 321.6g x=3.4g 答：所取双氧水溶液中过氧化氢的质量是3.4g。 12.(1)9.6(2)3 (3)设样品中氯酸钾的质量为x。 2KCIOMno -2KC1+3O2个 △ 245 96 x 9.6g 245 969.6g 解得x=24.5g 答：氯酸钾样品中氯酸钾的质量为24.5g。 单元整理与提升（五） 一、（一）1.化学反应2.物理（二）1.(1)气体(2)气体2.密闭 (三)1.参加反应各物质的生成各物质2.质量3.等于 (四)1.原子2.种类数目质量 4.(1)氢、氧原子种类(2)氢、氧原子数目(3)氢、氧原子质量 二、（一）化学式 (三)1.点燃氢气氧气水2.每2个氢分子3.每4份质量的氢气 (四)1.(1)左2.(1)原子数目 3.(1)321(2)2746(3)1323 三、5.43210896204192408 实践活动4基于特定需求设计和制作简易供氧器 1.D 2.1)2H,0,M02H,0+0,+(2小于 3.(1)呼出气体中的水蒸气量（或每次呼吸耗氧量等） (2)甲。水汽快速与制氧剂接触，呼气和吸气时水汽都能与制氧剂反 应，水汽利用率高 4.(1)2H,0,M2H,0+0,+ (2)【作出假设】四氧化三铁 【实验探究】红Fe+CuSO,-FeSO,+Cu 【交流反思】(3)放出(4)二(5)+1反应物为固体便于储存 5.(1)Ca0 (2)设10g过氧化钙完全反应时产生氧气的质量为x, 2CaO2 +2H2 O=2Ca(OH)2+02 144 32 10g 144=10g 32 x≈2.22g -59 答：10g过氧化钙完全反应时产生氧气的质量为2.22g。 第六单元碳和碳的氧化物 课题1碳单质的多样性 第1课时碳的单质 1.D2.C 3.(1)制作玻璃刀(2)碳原子化学(3)C1个C分子由60个碳 原子构成 4.(1)A(2)B石墨有良好的导电性(3)D金刚石硬度大 (4)C活性炭有很强的吸附性 5.D 6.(1)沸点越高的气体，越易被吸附物理(2)红棕色消失烧杯中的 水进入集气瓶 第2课时碳单质的化学性质 1.A2.C3.C4.A 5.(1)缓慢(2)化合(3)剧烈燃烧，发出白光向燃烧后的集气瓶中加 入适量澄清石灰水，振荡澄清石灰水变浑浊 6.(1)集中火焰，提高温度(2)刚排出来的是空气(3)黑色粉末变红 澄清的石灰水变浑浊C+2C0商温2Cu+C0.+C04)防止石灰 水倒吸人热的试管引起试管炸裂 7.B8.C9.C 10.(1)CCu0C0,CuC0(2)①C+2Cu0商温2Cu+C0,↑ ②C0.+C高温2C0 11.C 12.(1)铜(2)澄清石灰水变浑浊(3)一氧化碳(4)C0,+C高温2C0 CuO+C商温Cu+CO+ (5)要进行尾气处理，C的短导管处放一个燃着的酒精灯 课题2碳的氧化物 第1课时二氧化碳 1.B2.B3.A4.A5.D 6.(1)导管口处产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊CaC0+2HC一CaC+ H,O十CO,个Ca(OHD2+CO,一H,O十CCO￥紫色石蕊溶液变红色 (2)产生的CO2不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大能隔绝O2 7.B8.C 9.(1)H,供给呼吸（或支持燃烧，合理即可）(2)2H,0,M02H,0+ O2↑分解(3)H2CO—H2O+CO2↑(4)3光合作用 10.(1)试管(2)CaC03+2HC1CaCl2+H20+C02A(3)m (4)将带火星的木条伸入收集到的气体中，观察木条是否复燃 (5)I反应速率过快，不方便收集 第2课时一氧化碳 1.C2.D3.A4.A 5.(1)验纯(2)黑色粉末变成了红色C0十Cu0△Cu+C0,燃烧掉 尾气中的一氧化碳气体，防止污染空气(3)AB(4)还原性可燃性 6.(1)没有尾气处理装置将尾气点燃或收集(2)结束铜(3)16 (4)20 课题3二氧化碳的实验室制取 第1课时二氧化碳的实验室制取 1.D 2.(1)温度太高（或耗能）(2)反应速度快，不易控制(3)得到的CO2气 体不纯(4)得到的CO2气体不纯 —60