跨学科实践活动 基于特定需求设计和制作简易供氧器 （讲义）化学新教材沪科版五四学制八年级全一册

专题3 空气、氧气和二氧化碳 跨学科实践活动 基于特定需求设计和制作简易供氧器 课标要点 1.探究供氧机制氧原理，初步形成应用元素观、变化观等化学观念和科学探究方法解决问题的思路。 2.通过规划及设计供氧器产品，认识在解决实际问题时，需要综合运用各学科知识，采用合适的方法和工具。 3.通过供氧器制作的实践活动，培养动手能力和解决实际问题的能力，体会有效使用科学技术、小组合作、协同创新解决问题的重要性。 学习重难点 重点：实验室制备气体的思路向生活化产品设计的迁移应用。 难点：建立“按需设计”的工程思维，平衡便携性、安全性与供氧效率的关系。 知识点 分析供氧器的不同需求场景及原理 1.有哪些特定环境和特殊人群有额外的氧气需求？ 处于环境缺氧的人群有额外的氧气需求：如处于高原、高山缺氧，矿井、钢厂、化工厂等特定有额外的氧气需求的特殊人群：患呼吸系统疾病缺氧的人、患心血管疾病的人等；体弱、年老、用脑过多的缺氧人…… 2.特定需求下，对制氧方法、供氧方式、氧气的浓度、流速和湿度等有哪些具体的要求和标准？ （1)患病缺氧、体弱缺氧等需要吸氧保健的人，可以使用家用制氧机吸氧，家用制氧机的特点是使用方便、随用随制，便于携带，适用于广大保健者。 （2）重症病人在医用中心吸氧，医用中心供氧器特点：操作更安全，输氧管路更环保，设备输送氧气 含量纯正且持续输选时间长，自动监测供氧压力和氧气消耗量等。 3.查阅相关资料，了解市面上常见供氧器的供氧原理及适用人群: 制氧机类型 原理 分子筛制氧机 利用分子筛的物理吸附和解吸技术，在加压时可将空气中的氮气吸附，剩余的未被吸收的氧气被收集起来，经过净化处理后成为高纯度的氧气 富氧膜制氧机 利用氧、氮分子在富氧膜内的渗透速度不同，实现氧气富集和氮气分离，从而获得所需的富氧 化学药剂制氧机 采用特定的药剂配方，在特定场合下使用 【交流思考】 (1)分子筛制氧机制氧原理类似于基本实验操作中的过滤 (2)富氧膜制氧机制氧过程中发生的变化为物理变化 (3)化学药剂制氧时一般不选择高锰酸钾，其原因可能是 反应过程需要加热，成本高(合理即可) 特别提醒 1.‌家用便携应急供氧场景‌ ‌核心需求‌：操作简单、无明火、便携安全 ‌适配原理‌：过碳酸钠固体+二氧化锰催化剂，常温下遇水即可平稳释放氧气，无需额外供电或加热 2.‌鱼缸短时增氧场景‌ ‌核心需求‌：低流速、持续供氧、无强腐蚀性残留 ‌适配原理‌：低浓度过氧化氢+二氧化锰，通过控制液体滴加速率，实现长时间小流量供氧 3.‌高原户外徒步供氧场景‌ ‌核心需求‌：体积小、产氧效率高、无多余废液 ‌适配原理‌：固体氧珠/过氧化物遇水反应，产氧速度快，整体重量轻便于携带 4.‌课堂演示实验供氧场景‌ ‌核心需求‌：现象直观、便于观察、可控制启停 ‌适配原理‌：固液不加热型可控发生装置，通过分液漏斗/多孔隔板随时控制反应开始与停止 随学随练 1．（2026·广东中山·模拟预测）便携式制氧杯(如图1)及其制氧原理。 【查阅资料】制氧基中的制氧试剂一般选用固体过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)和二氧化锰，过碳酸钠溶于水可产生过氧化氢。 (1)i.便携制氧杯中的制氧试剂不选用过氧化氢和二氧化锰的原因是______。根据上述资料，请写出制氧杯中生成氧气的符号表达式：______。（改编） ii.使用制氧杯前需检查气密性(如图2)，具体操作为在加湿仓和烧杯中分别加入适量水，液封导管a、b，用手挤压杯身，若观察到_____，则证明制氧杯气密性良好。 iii.吸氧前用带有火星的小木条检验氧气(如图3)，可观察到______(填现象)。 (2)氧疗方案及安全用氧 【查阅资料】鼻导管吸氧浓度与吸氧流量有关，大致的公式为：吸入氧浓度(%)=21(%)+4[%/(L/min)]×吸氧流量(L/min)。 i.高原变压吸附制氧机以空气为原料制氧，随着海拔升高，产氧量降低的原因是_____。 ii.睡眠质量欠佳者建议睡前以2L/min的吸氧流量吸氧。依据公式计算，吸入氧浓度为_____%。 iii.下列有关氧疗及安全用氧的说法正确的是_____(填字母)。 a.氧疗时，吸氧流量越大越好 b.氧疗时，鼻导管专人专用 c.可以自行购买氧气罐吸氧，不需要咨询医生 2．（2026·山东泰安·一模有删减）某兴趣小组对家用制氧机开展了项目化学习。 【任务一：了解制氧机】某品牌制氧机原理如图1所示。在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠()和粉末，反应仓壁变热，过滤仓底部有气泡冒出。 (1)反应仓中过氧化氢生成氧气的符号表达式为___________。（改编） (2)图中“过滤仓”的原理与图2中___________(填字母)装置类似。“过滤仓”中的水除了可以过滤杂质提纯氧气外，作用还有___________(填字母) A．加快氧气的生成 B．降低氧气温度 C．可以通过气泡观察氧气生成的速率 【任务二：测定家用制氧机制得氧气的纯度】同学们设计如图3实验：①打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入制氧机中导出的气体，至露出固体白磷后，关闭止水夹a和b．此时，A中水进入到B中200 mL；②用凸透镜聚光照射白磷，白磷开始燃烧；③待白磷熄灭且装置冷却后，打开止水夹b，B中的水倒吸入A中，测得此时B中剩余水的体积变为30 mL。 (3)该制氧机导出的气体中氧气的体积分数是___________。 知识点 设计并制作供氧器 1.结合资料卡片，小组讨论旅行供氧器选择哪种供氧剂更合理？ 资料卡片1:化学试剂制取氧气 制氧剂 制氧原理 使用过程中存在的问题 参考成本 (元/吨) 过氧化氢 H2O2 具有一定的腐蚀性和刺激性。易发生分解，需避光，不易控制 约3000 过氧化钠Na2O2 制取的氧气带有碱性废水 约15400 过碳酸钠 2Na2CO3·3H2O2 过碳酸钠遇水后可缓慢分解为碳酸钠和过氧化氢，遇催化剂二氧化锰后分解放出氧气 2500~4200 氯酸钠 NaClO3 分解释放氧气需要较高温度，且反应放热。需要催化剂，反应后有化学品残留，反应后的废料可能会引起环境污染 3000~4500 高锰酸钾 KMnO4 反应需要加热，产生氧气速度快，不易控制 约15000 资料卡片2：固体双氧水 学名：过碳酸钠（ 2Na2CO3·3H2O2），白色粉状或颗粒状固体，强氧化剂，易溶于水。 溶解在水中易分解产生过氧化氢和碳酸钠，故又被称作“固体双氧水”。 常用于环保漂白剂和其它清洁产品。 2.了解真实产品，建构设计思路，小组交流讨论设计装置图 [小组讨论]分析氧立得供氧机的部位与实验室制氧气装置的关系，填入表格。 氧立得供氧机的部位 实验室制取氧气仪器 1-氧气出口 导管口 2-密封盖 瓶塞 3-氧气通道 导管 4-反应仓 发生装置 5-加湿过滤仓 收集装置 3.氧立得供氧器反应仓、加湿过滤仓可以通过实验室哪些装置相似？ a b B A 氧立得制氧器 4.设计方案 兴趣小组的同学根据上述原理，利用过碳酸钠、二氧化锰作为制氧剂，用软塑料瓶、软管制作简易供氧器。请绘制设计图。 5.展示与交流，简易制氧器装置的分析与评价 制作简易制氧机需要考虑三方面的问题：一是根据特定需求，从定性的角度选择化学反应获得氧气；二是从装置的角度考虑氧气的发生、净化、收集等问题；三是从实际应用的角度出发，考虑产品的美学、工程学、安全等标准。 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。 特别提醒 1.原理选择易错点‌：反应仓不能选用需要加热的氯酸钾、高锰酸钾制氧方案，必须选用固液常温型的过碳酸钠/过氧化氢+二氧化锰的制氧原理，规避加热操作的安全风险。 2.‌装置结构易错点‌：长颈漏斗下端必须伸入液面以下，锥形瓶内导管仅稍露出橡皮塞，过渡仓不能注满水，否则氧气会夹带大量水被吸入人体。 3.‌功能设计易错点‌：过渡仓的导管要“长管进短管出”，既可以湿化氧气，还能通过气泡速率直观判断产氧快慢，不能把进出气导管接反。 4.‌操作规范易错点‌：二氧化锰作为催化剂可循环利用，不能随意丢弃；不能用高浓度过氧化氢，避免强腐蚀性带来安全隐患，优先选用5%左右的低浓度过氧化氢溶液。 5.‌评价维度易错点‌：设计供氧器必须综合考虑便携、安全、环保三大核心要素，不能忽略实际使用场景的适配性。 随学随练 1．（25-26八年级下·山东威海·期中）某兴趣小组在跨学科实践课上制作了如图简易化学“制氧机”，下列说法不正确的是 A．甲中试剂应选用溶液和 B．氧气从乙中逸出是因为其不易溶于水 C．乙中的水能使产生的氧气具有一定湿度 D．该装置可持久、平稳地制得氧气 2．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．注射器相当于分液漏斗 3．图2是某品牌简易制氧机的内部结构图。 ①图2反应仓中的试剂若为过氧化氢溶液和二氧化锰，则发生反应的符号表达式为___________。 ②图2过滤仓中利用氧气___________的物理性质，使氧气变得湿润。通过过滤仓中的水可观察氧气输出的___________(填“速率”或“质量”)。 4．（2026·山东济南·模拟预测）同学们利用实验室中常用的试剂和生活中的材料自制“制氧机”，装置如图所示： ①制氧机判断产生氧气速率的方法是________。 ②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________（选填“多”“少”之一）。 拓展 基于需求的设计思维难点解析 一、需求锚定思维难点 ‌从“先做产品”到“先定义需求”的转变障碍‌：学生习惯直接照搬实验室制氧装置，跳过真实场景需求拆解环节，无法把“家用老人吸氧”“高原便携供氧”这类模糊需求，转化为氧浓度、流速、续航、重量等可落地的量化设计指标。 ‌多约束条件的优先级排序困难‌：面对便携性、安全性、成本、供氧时长等多个互相冲突的设计约束，学生很难自主完成优先级排序，容易出现所有指标都想兼顾、最终所有指标都不达标的问题。 ‌隐性需求挖掘缺失‌：学生仅关注“能出氧气”的显性功能，忽略防儿童误开、废液易清理、操作步骤不超过2步这类真实使用场景下的隐性安全与体验需求。 二、原理迁移思维难点 ‌实验室思维的路径依赖‌：学生直接套用课本里过氧化氢制氧的标准装置逻辑，无法跳出“发生装置-收集装置”的实验室框架，结合家用场景重构供氧器的功能模块。 ‌单一学科思维局限‌：仅从化学角度关注制氧反应本身，无法主动联动物理的压强控制、生物的呼吸供氧标准、工程的人机交互要求，形成跨学科的系统设计逻辑。 ‌理想反应与真实工况的认知断层‌：默认化学反应能100%按理论方程式完成，忽略水温波动、反应物纯度、副反应干扰等真实工况因素，设计出的产品实际性能和理论计算偏差极大。 三、工程迭代思维难点 ‌一步到位的设计误区‌：学生总想直接做出完美成品，不理解工业产品“草图-原型-测试-迭代”的研发逻辑，不会通过多轮小步测试逐步修正设计缺陷。 ‌缺陷归因逻辑缺失‌：产品出现供氧流速不稳、气密性差等问题时，学生很难从结构、材料、原理多个维度系统排查原因，只会盲目改动装置，无法形成可复用的问题分析框架。 ‌简易材料的创新适配思维不足‌：面对塑料瓶、吸管等低成本生活材料，学生很难灵活调整设计思路适配材料特性，反而硬套专业供氧器的复杂结构，导致作品可落地性极差。 四、价值评估思维难点 ‌单一性能评价误区‌：仅以“能不能制出氧气”作为唯一评价标准，不会从安全性、实用性、用户体验、成本等多个维度综合评估设计方案的优劣。 ‌用户视角缺失‌：始终站在“制作者”视角评判作品，无法切换到老人、高原旅行者等真实使用者的视角，去判断设计是否真正好用、安全。 ‌优化方向迷失‌：完成初代作品后，学生很难自主找到明确的迭代优化方向，不知道该从哪些维度进一步提升产品的实际使用价值。 活学活用 1．（25-26八年级上·山东德州·期末）小明同学利用过氧化氢分解产生氧气的原理，自制了两个家庭简易制氧机，如下图甲和乙所示，简述这两种制氧机的共同优点________。 2．（2026·新疆乌鲁木齐·二模）(4)同学们利用实验室中常用的试剂和生活中的材料自制“制氧机”，装置如图所示： ①制氧机判断产生氧气速率的方法是_______。 ②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_______。 3．（2026·江苏宿迁·三模）兴趣小组同学进行了下列化学实验。 【实验四】开展了“设计与制作简易供氧器”的实践活动。 (4)制作反应装置，设计并制作了制氧机，如图所示。反应仓是氧气产生的场所。加湿过滤仓能起到的作用是____________（填字母）。 A．净化氧气，提高所制氧气的纯度 B．检测流速，判断制氧机的工作状态 C．湿润气体，使进入人体的氧气更适宜人体 (5)选择合适供氧剂 过氧化钙（）和过氧化钠（）均可作供氧剂。过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氧气。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反应时间的关系如图3所示。 ①过氧化钠与水反应的文字表达式为_________________________。（改编） ②为解决鱼的吸氧问题，相对于过氧化钠，选用较好，理由为_________。 题型 制氧剂选择与原理分析 ▌例1 （2026·宁夏吴忠·一模）家庭制氧剂的选择 查阅资料：①过碳酸钠（）常温下是白色固体，加水溶解会生成Na2CO3和H2O2； ②不同试剂制取氧气的成本、反应条件及保存注意事项如下表。 序号 试剂 试剂成本（每生成100 g氧气） 反应条件 保存注意事项 1 高锰酸钾 30元 加热 远离火种、热源等 2 过氧化氢溶液、二氧化锰 7元 常温 避光、阴暗等 3 过碳酸钠、二氧化锰 3元 常温 远离水、易燃物等 (1)实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，应选用的装置为__________（填序号）。 (2)写出过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的符号表达式__________。（改编） (3)根据题中表格信息，对比分析哪一种试剂更适合用作家庭供氧剂_______，原因是______。 ▌对点练1-1 （25-26九年级上·福建厦门·阶段检测）某小组开展“自制简易制氧机”的跨学科实践活动。解题贴士 根据给出的过碳酸钠、过氧化氢、高锰酸钾等不同制氧剂的特性资料，分析不同制氧剂的优缺点、催化剂的特性，说明过碳酸钠作为家用简易供氧器制氧剂的合理性，解释二氧化锰可重复使用的原因。 (2)化学试剂制氧。 ①以下试剂可用于制取氧气的有___________(填字母)。 A．过氧化钠  B．氯化铵  C．甲烷   D．过氧化钙 ②常见制氧剂为过碳酸钠和二氧化锰。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。已知制氧原理可分为两步，步骤一是过碳酸钠溶于水产生过氧化氢和碳酸钠，则甲剂的成分是___________。 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 配方二 2袋 1袋 配方三 3袋 2袋 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，水的作用有___________。(写一条) ▌对点练1-2 （25-26九年级上·江苏无锡·期中）氧气在生产生活中有着广泛的应用。不同的场景，制氧的方法往往不同。 Ⅲ、家庭制氧 某款家庭制氧机利用化学药剂（过碳酸钠和二氧化锰）同时加入水中制取氧气。 已知：①过碳酸钠遇水分解为碳酸钠和过氧化氢，能产生氧气并放出热量。 ②高浓度过氧化氢易挥发且腐蚀性强。 【实验探究】对比过碳酸钠和过氧化氢溶液的制氧效果，选择合适的制氧剂。 实验一：过氧化氢作为制氧剂 ①取等质量的过氧化氢，加入不同体积的水配制成4组不同浓度的过氧化氢溶液，并分别加入0.2g二氧化锰，用排水法收集并读取每2分钟获得的氧气体积，记录并处理20min内数据如图所示。 (3)理论上，相同条件下等质量的过氧化氢完全反应能生成等体积的氧气。20min时，第④组实验比第③组实验产氧量少，可能的原因是______。 实验二：过碳酸钠作为制氧剂 另取1.41g过碳酸钠、0.2g二氧化锰和9.11mL水（完全反应后产生氧气的量与第①组实验所制得的氧气最大量相等），用排水法收集并读取每2分钟获得的氧气体积，记录并处理20min内数据如图所示。 (4)分析图中数据，选择过碳酸钠作为制氧剂的依据是：2min后，______。 (5)制氧剂不选择过氧化氢溶液，还因为______（填字母）。 A．过碳酸钠是固体颗粒物，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 D．过氧化氢分解产物无污染 题型 装置结构与功能分析 ▌例2 （25-26八年级上·上海金山·期中）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 ▌对点练2-1 （25-26九年级上·上海普陀·期中）基于特定需求设计和制作简易供氧器。解题贴士 紧扣“反应仓产气、加湿仓润氧观速”的双层核心结构，牢记“长管入水、短管接人”的导管规则，从结构-功能-安全三个维度排查装置正误，避开加热制氧、导管接反等高频陷阱。 如图是家庭制氧器的说明图，图中“通道”相当于下图中的___________。(填字母) ▌对点练2-2 （25-26九年级上·山东聊城·阶段检测）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】过碳酸钠加水会分解生成：Na2CO3和H2O2；Na2CO3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】 (4)图1右瓶中水的作用是(写一个即可)___________。 (5)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”或者“B”)瓶为制氧瓶。 题型 实验方案评价与优化 ▌例3 （2026·福建南平·二模）活鱼运输需求下的简易供氧器。 资料：活鱼运输时水中溶氧量一般维持在5-10mg/L之间，大于12 mg /L时，鱼类可能会患上气泡病；鱼类适宜生存的pH范围为6.5～9.0。 (1)基于便携性和成本考虑，选择过碳酸钠固体( 2Na2CO3 ·3H2O2 )作为制氧剂，它遇水分解。生成的H2O2继续分解，写出H2O2分解的符号表达式_______（改编）。实验室用过碳酸钠模拟该制氧过程，制氧气的发生装置应选择图1中的_______（填序号），仪器①名称是_______。 (2)将0.22g 过碳酸钠加入100 mL水中，模拟货车运输某种活鱼时的水体情况。用传感器测定pH和溶氧量的变化如图2所示。依图分析，不能直接将过碳酸钠加入活鱼运输水体中，说明理由_______。 (3)利用铁粉缓慢氧化消耗氧气，模拟鱼类耗氧，设计装置如图3所示。 ①装置乙中水的作用是_______（写一条）。 ②若要调节水中的溶氧量大小，可用的方法是_______。 (4)供氧装置应定期检查，指出一条须检查的内容______。 ▌对点练3-1 （2026·陕西宝鸡·一模）如图为实验室常用仪器和实验装置的示意图，根据题意回答问题。解题贴士 从原料安全便携、装置气密防漏、产气速率平稳、产物环保无污四个核心维度评价方案优劣，通过加装分液/注射器控速、规范导管长进短出、增设安全泄压结构完成优化，规避压强骤增、液体喷出等安全隐患。 (2)将一瓶氧气倒入图2的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的物理性质是_____。 (3)如图3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______（填字母）。 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．反应仓中使用的试剂可以是高锰酸钾 D．该装置可以给鱼缸中的鱼供氧气 ▌对点练3-2 （2026·宁夏固原·模拟预测）项目二：基于特定需求设计和制作简易供氧器。 (3)图1加湿仓中水的作用是_____，反应仓中剂可以重复使用，理由是______；图1中“通道”相当于图2装置中的______(选填“A”、“B”或“C”)。 基础通关 1．（2026·陕西咸阳·三模）兴趣小组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（过碳酸钠溶于水可产生），下列说法不正确的是 A．二氧化锰是溶液分解的催化剂 B．甲中装置Ⅰ能控制产生的快慢 C．通过甲中装置Ⅱ的水可观察氧气输出的速率 D．图乙用作加湿仓时，b管与病人相连 2．（2026·陕西咸阳·三模）化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧自救器”的实践活动。如图为供氧自救器的工作原理，其中甲和乙组成制氧机部分，丙为CO2清洁箱。呼吸时只用嘴呼吸，使气体在“制氧机→人体→CO2清洁箱→制氧机”间循环。下列说法不正确的是 A．丙中氢氧化钙为CO2吸收剂 B．反应一段时间后二氧化锰的质量变小 C．乙中的水可观察氧气输出的速率 D．关闭开关a，可使制氧室中的反应逐渐停止 3．（2026·山西吕梁·一模）右图是某学习小组设计的自制简易供氧器。下列分析不正确的是 A．过氧化氢溶液为混合物 B．液体X应该是水 C．塑料属于复合材料 D．二氧化锰起催化作用 4．（25-26八年级上·山东威海·期末）过碳酸钠（）溶于水可产生，进而制得。实验小组利用此原理，自制简易供氧器（如图）制取O₂。下列说法错误的是 A．可在a处用带火星的木条检验氧气 B．该装置能控制产生的快慢 C．I中的二氧化锰可以增加生成氧气的量 D．Ⅱ中的水有加湿、判断氧气速率等作用 5．（25-26八年级上·山东东营·期末）某跨学科实践活动小组的同学，利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出了简易供氧器。下列说法正确的是 A．反应仓的固体试剂可以作催化剂 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化学性质 6．（25-26九年级上·陕西安康·期末）某兴趣小组设计了硫燃烧实验（图1）和简易供氧器（图2）。下列有关说法正确的是 A．图1中观察到硫燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体 B．图1中集气瓶底部的水可用细沙代替 C．图2中反应仓在制氧时压强增大 D．图2加湿仓中的水位应在B位置 8．（25-26八年级下·山东烟台·期末）某化学小组以“常见气体的制备和性质探究”为主题开展了探究活动 Ⅰ．回顾实验室制取和 (1)实验室用高锰酸钾制氧气，从图1中可选用的气体发生装置是_____（填装置序号，下同），若使用过氧化氢溶液制氧气，则发生反应的符号表达式为____________。 (2)实验室制取氧气与二氧化碳都可选用的发生装置为__________，将该发生装置与装置的导管_____（填“a”或“b”）相连，再与F装置相连可测得气体的体积，由两种气体的溶解性可知，该操作造成误差最大的气体是_____________。 Ⅱ．生活中应用 (3)化学小组利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易制氧机（图2），下列说法正确的是_____（填序号）。 A．甲瓶是气体发生装置 B．试剂B只能是二氧化锰 C．注射器可控制滴加液体的速率 D．乙瓶可以使氧气湿润 (4)化学小组又设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置（图3） ①作为气体的发生装置，装置相比图1中B装置的优点是______________。 ②为确保二氧化碳能充分溶入水中，促进水草更好地生长，最好将导管口伸入鱼缸中________（填“①”“②”或“③”）的位置 9．（2026·河南周口·模拟预测）如图是实验室制取氧气的常用装置，根据所学知识回答下列问题： (1)实验室制取氧气和二氧化碳均可使用的一套装置是哪套? (2)写出实验室制取二氧化碳的化学方程式。 (3)下图甲是基于特定需求设计和制作的简易供氧器，根据加湿仓中流过的路径请在乙中将导管补画完整。 10．（25-26八年级下·山东烟台·期中）某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易“制氧机”。 如图甲所示，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是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠()加水溶解会分解生成和。 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，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (1)反应仓中生成氧气的符号表达式是___________，二氧化锰的作用是___________，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用有___________(填序号)。 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)反应仓中迅速产生并从过滤仓的水中逸出，可得出的物理性质是___________。验证过滤仓导出的气体是氧气的方法：___________。 (3)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图乙中可选用的气体发生装置是___________(填序号，下同)，选择该发生装置的依据是___________；可选用的收集装置是___________。 素养提升 11．（2026·山东德州·一模节选）生活中有时需要用到高浓度的氧气，而获取高浓度氧气有多种方法。 I．过碳酸钠制氧。“便携式制氧机”原理如图1所示。制气时，反应仓中加适量水，再加入白色过碳酸钠颗粒和黑色二氧化锰粉末，反应仓内黑色粉末翻腾浑浊，仓壁温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (1)图中“过滤仓”的原理与图2中_____（填字母）装置类似。“过滤仓”中的水除了可以过滤杂质提纯氧气外，作用还有_____（填字母） A．加快氧气的生成    B．降低氧气温度    C．可以通过气泡观察氧气生成的速率 (2)充分反应后，若将反应仓内的混合物过滤，得到的滤渣的成分是_____。 II．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3所示。 III．氧烛制氧。氧烛制氧是密闭空间紧急供氧技术（如图4）。主要含NaClO3、催化剂和少量铁粉。使用时按压启动装置，铁粉燃烧，并触发分解并放出热量维持反应持续发生，生成和。 (5)NaClO3制氧的装置类似于图6实验室中的_____（填“甲”或“乙”）装置； (6)使用氧烛时产氧率明显低于理论值的原因可能是_____； (7)氧烛的填充材料会影响其放氧时间和外壳最高温度，研究人员分别测试了无填充材料、填充材料A和填充材料B三种情况下氧烛放氧时间及对应外壳温度（如图5），氧烛应选择的填充材料_____（填“A”或“B”）。 12．（25-26九年级上·安徽芜湖·期中）随着科技的进步，家用制氧机逐步走进千家万户。某化学项目式学习小组开展了“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。 活动一：探秘制氧原理 【查阅资料】某款家用制氧机工作原理如上图所示，所用制氧剂过碳酸钠()是一种白色固体，使用时通常还会加入水和少量二氧化锰。 【提出问题】使用时加入水和二氧化锰对过碳酸钠的制氧速率有何影响？ 【设计实验】20℃时，取一定质量的过碳酸钠和二氧化锰，并加入不同体积的水，测得相关数据如下表所示。 序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 收集氧气的体积/mL 所用时间/s 实验① 240 2.5 350 500 15.0 实验② x 2.5 500 500 33.3 实验③ 240 0 800 500 待测 【解释与结论】 (1)实验②中x应为_______。 (2)对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变________(填“快”或“慢”)。 (3)若实验③测得所用时间大于35 s，________(填“能”或“不能”)证明二氧化锰是过碳酸钠分解的催化剂。 【反思与评价】 (4)写出实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学符号表达式__________________________。 活动二：选择制氧试剂 【查阅资料】已知过氧化氢也能做供氧剂，用9.1 mL 5%的过氧化氢溶液、1.41 g过碳酸钠分别加入0.2 g二氧化锰充分反应，常温常压下均生成150 mL氧气，测得反应过程中生成氧气的体积随时间变化关系如下图所示。 【讨论分析】 (5)结合图像，选择过碳酸钠作制氧剂更合适的依据是__________________________。 【表达交流】 (6)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．使氧气具有一定湿度 B．观察氧气产生速率 C．加快氧气的生成 活动三：自制制氧机 (7)小组同学利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品，模仿市售制氧机，自制如图甲～丁4套简易制氧机，瓶中所装液体为水，向左侧瓶中加入制氧药品。其中不合理的装置有________(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)。 13．（25-26九年级上·山西晋城·期末）氧气与人体健康关系密切，在特定环境下，人们需要携带方便、操作简单、安全可靠，且成本较低的供氧器。下面是同学们在进行“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动，请你和他们一起完成。 任务一：了解需求 (1)同学们通过走访各类人群，了解到需要制氧机的场景或地域有_______。 任务二：获取信息 (2)同学们通过查阅资料了解到目前市场上常用的制氧机主要有：电子制氧机、分子筛式制氧机、化学药剂制氧机、富氧膜制氧机和电解水制氧机。其中富氧膜制氧机利用氧气、氮气分子在富氧膜内的渗透速度不同，实现氧气富集和氮气排出从而获得所需的富氧。分子筛式制氧机是将压缩空气压入分子吸附塔，氮气和二氧化碳被吸附，流出高纯度的医用氧气。 (3)同学们对化学药剂制氧机的说明书进行了详细的阅读，了解到其工作原理如图所示，其中的反应仓相当于实验室利用分解过氧化氢制取氧气中的_______装置。为探究制氧机中二氧化锰的作用，同学们进行了如下实验。 (4) 实验步骤 实验现象 实验结论 ①向试管中加入少量过碳酸钠，加水溶解，将带火星的木条伸入试管中 带火星的木条不复燃 二氧化锰是该反应的催化剂 ②向①实验后的试管中加入少量二氧化锰，再将带火星的木条伸入试管中 产生大量气泡，_______ 有同学认为结论不严谨，理由是_______。 任务三：设计制作 (5)同学们根据已有条件结合所学知识，设计并制作了简易供氧器如图所示，并进行实验。简易供氧器中发生反应的符号表达为_______。实验没有达到预期的效果，原因是_______。通过小组交流大家对供氧器进行了改进，实现了自制简易供氧器的顺利使用。通过本次跨学科实践活动，大家进一步认识到氧气与人体健康的密切关系，体会到选择制氧机需要根据场景需求，制作供氧器需要考虑_______等因素。 14．（25-26九年级上·江西宜春·期末）氧气和二氧化碳是我们身边常见的物质，获得气体的方法有多种。 【实验室制取二氧化碳】 (1)实验室制取二氧化碳，应选择的发生装置是___________(填字母)，反应的符号表达式为___________。用D装置可收集的一种气体是___________。 (2)在制取过程中，小刘同学选用C装置收集二氧化碳，验证二氧化碳是否收集满的方法是___________。 【生活中获得氧气】 目前，市面上比较常见的家用制氧机有“便携式制氧机”和“分子筛制氧机”。“分子筛制氧机”利用加压吸附技术将空气中的氧气与氮气分离，滤除有害物质，再通过降压释放出氧气。 (3)“便携式制氧机”中的制氧试剂为过碳酸钠固体和二氧化锰粉末，其反应原理有两步： 第一步：过碳酸钠加水溶解后分解生成碳酸钠和过氧化氢； 第二步：过氧化氢遇到二氧化锰迅速产生氧气。该步反应的符号表达式为___________。 (4)“便携式制氧机”中的制氧试剂选用固体而不用过氧化氢溶液的原因是___________。 (5)上述两种制氧机的制氧原理的本质区别是___________。 (6)探究“便携式制氧机”的制氧装置，如图2是“便携式制氧机”的简易装置示意图。过滤仓中水的作用是___________(写一条)。 15．（25-26九年级上·内蒙古赤峰·期末节选）某校实践小组的同学在老师的帮助下，对制氧机需求场景、类型、原理及自制供氧器等展开了如下项目化学习实践活动。 任务二：探究化学药剂制氧原理 某款化学药剂制氧机的工作原理是过碳酸钠加水溶解，会分解生成和，在二氧化锰催化下迅速产生氧气。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。 【构建模型】小组同学将了解到的工作原理构建模型如图所示： 【小组讨论】 (3)该制氧机的过滤仓里水的作用是_________。 【进行实验】 (4)为探究该制氧机的反应原理，小组同学进行如下实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①向试管中加入少量过碳酸钠，加水溶解，将带火星的木条伸入试管中 带火星的木条不复燃 二氧化锰是该反应的催化剂 ②向①实验后的试管中加入少量二氧化锰，再将带火星的木条伸入试管中 产生大量气泡，_______。 【反思评价】 (5)小明同学认为结论不严谨，理由是____________。 任务三：设计并制作简易供氧器 【设计制作】小组同学结合已学知识，根据已有条件设计简易供氧器，如图所示，并进行实验（装置气密性良好）。 【结果分析】 (6)实验没有达到预期效果，原因是____________。 (7)通过学习，同学们进一步认识到氧气与人体健康的密切关系，体会到选择制氧机需根据需求的场景，制作供氧器需考虑____________（写一点即可）等因素。 16．（25-26九年级下·黑龙江绥化·期中）通过化学学习，你已经掌握实验室制取气体的有关规律，请结合下图回答问题： (1)仪器①的名称_____。 (2)实验室用过氧化氢制取氧气的符号表达式为_____，应选用的发生装置是_____。（填字母序号）。小戴同学选用C装置收集氧气，验满的方法是_____。 (3)甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体。实验室用加热无水醋酸钠固体和碱石灰固体制取并收集甲烷。应选择的装置组合是_____（填装置序号，从A—D中选择）；若用F装置收集较为干燥的甲烷，则气体应从_____进（填⑥或⑦）。 (4)兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线、所示。 ①结合实验和曲线、分析，两种催化剂中催化效率更高的是_____。 ②曲线、最终达到相同的压强，说明催化剂不会改变_____。 (5)兴趣小组利用过氧化氢分解产生氧气的原理，自制了如图的家庭简易制氧机。 ①利用可以抽拉的线绳，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）。 ②若想监测产生氧气的气流速度，中有一处不足之处，你的改进措施是将_____（填“a”或“b”）端导管伸入水面下。 迁移创新 17．（2026·贵州贵阳·二模）化学是一门以实验为基础的学科。结合实验装置图，回答下列问题。 (1)仪器a的名称______。 (2)用高锰酸钾制取氧气时，应选择的发生和收集装置是____(填字母序号)，反应的符号表达式为_______。 (3)利用图2所示的实验装置制取二氧化碳气体，E中发生反应的符号表达式为______；G装置的作用是_______。 (4)为保障鱼类存活，应急供氧装置可用于短时间快速增氧，下表是三种常用制氧剂的相关信息。 制氧剂 产品名称 主要成分及性质 反应原理 A 粒粒氧 过碳酸钠：固体，易溶于水化学式为 遇水分解产生氧气 B 煤矿氧自救生氧剂 超氧化钾：固体，能与水反应，化学式为 (氢氧化钾腐蚀性极强) C 航空氧烛生氧剂 氯酸钠：固体，化学式为 ①从操作便捷性与安全角度，最适合鱼塘应急供氧的制氧剂是_______(填字母序号)。 ②将过碳酸钠直接加入水中，反应初期水体碱性较强，不利于鱼类生存。为解决上述问题，可设计模拟装置如图3所示。将过碳酸钠装入纱布包中，使产生的氧气先通入盛有水的饮料瓶，该装置的作用是_______(写一条即可)。 ③选择鱼塘应急制氧剂，需考虑的因素有______(填字母序号)。 A．生成物有无腐蚀性  B．制氧剂价格高低  C．是否改变水体酸碱性  D．制氧剂颜色状态 18．（2026·河南商丘·模拟预测）某化学项目小组的同学在老师的指导下开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动。 【项目一】自制简易化学“制氧机” 项目学习小组在学习了实验室制取氧气的原理后，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图所示。其中药品A是白色的过碳酸钠，遇水会分解出，药品B是黑色的二氧化锰粉末。 (1)保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子。下列物质中含有氧分子的是_______(填字母)。 a．二氧化碳    b．过氧化氢    c．液氧    d．高锰酸钾 (2)将注射器中的水注入甲塑料瓶中，过一会儿有大量的气泡产生，写出检验该气体的方法：_______________________；乙塑料瓶中水的作用是_________________(写一条)。 【项目二】氧气自救呼吸器的原理 图1是消防员进入火场携带的一种隔绝式个人呼吸防护装备，它不依赖外界环境空气，而是通过自身携带的化学药剂(生氧剂)产生氧气，为使用者提供一个完全独立、洁净的呼吸环境。图2是该氧气自救呼吸器的结构图。 (3)氧气自救呼吸器核心的技术是利用超氧化钾()与人体呼出的水蒸气和二氧化碳反应，快速生成氧气。上述反应均为剧烈的放热反应，导致产生的气体温度很高(可达60~80℃)。的作用是____________。 19．（25-26九年级上·广东茂名·期末）如图是实验室制取氧气的实验装置 (1)写出标有字母a的仪器的名称：_________。 (2)图中制取氧气的化学符号表达式是_________。 (3)图中实验时长颈漏斗必须伸入液面以下的目的是_________。 某项目小组从制氧剂选择和装置优化等方面开展简易供氧器设计和制作的跨学科实践活动。 【查阅资料】 (4)患有呼吸系统疾病、有高原反应的人以及孕妇等需要用到供氧器，说明氧气的用途是_________。 (5)下表中生产1kg氧气所需成本最低的制氧剂是_________（填标号）。 制氧剂 生产1kg氧气所需成本 30%过氧化氢溶液 约13元 氯酸钠 约11元 高锰酸钾 约148元 A．30%过氧化氢溶液 B．氯酸钠 C．高锰酸钾 (6)利用数字化传感器测出5%过氧化氢溶液和过碳酸钠（固体）分别产生氧气的曲线（如下图），结合图像及药品状态分析，家用制氧机选择过碳酸钠作制氧剂而不选择5%过氧化氢溶液的理由是_________。 【实验设计】甲同学设计了如图-1所示简易供氧器。 (7)利用注射器控制过氧化氢溶液的滴加速率，可以达到_________的目的。 【实验改进】乙同学对上述简易供氧器进行了如图-2所示改进。具体改进措施及目的如下： (8)将等质量的二氧化锰粉末处理成颗粒状的二氧化锰，通过减小过氧化氢溶液与二氧化锰的接触面积，达到_________的目的。 (9)将底部有孔的塑料瓶与铜丝相连，并将颗粒状的二氧化锰放入其中，上下移动铜丝，通过控制过氧化氢溶液与二氧化锰是否接触，达到_________的目的。 20．（2026·广东深圳·模拟预测）供氧自救器和呼吸面具可用于生产生活中遇到有害气体时的应急自救，小科和社团同学研究了它们的工作原理。 活动一：探究供氧自救器 【分析原理】为防止人体吸入有害气体，使用自救器时夹住鼻子，只用嘴呼吸，使气体在“气囊→人体→清洁罐→气囊”间形成循环（如图1所示）。 【交流讨论】 (1)供氧自救器上的氧气瓶贮存着压缩氧气。 (2)清洁罐内部填充氢氧化钙颗粒，可以吸收呼吸释放的，清洁罐的工作原理是___________________（用符号表达式表示）（改编）。 活动二：探究呼吸面具 【分析原理】呼吸面具结构如图2所示，制氧剂主要成分是超氧化钾。已知超氧化钾（）为黄色固体，可分别与、发生反应生成和一种白色固体（碳酸钾或氢氧化钾）。 (3)面具中产生氧气的文字表达式为________________________（任选其一即可）（改编）。 (4)呼吸面罩上有观察窗，其作用是_________________________。使用一段时间后，观察到制氧剂由_____________（填颜色变化）时，则基本失效。 (5)小科认为可将作为深海潜水艇内的制氧剂，请写出其作制氧剂的优点：__________________________。（写一条即可） (6)小科查阅资料发现超氧化钠（）和超氧化钾（）均为黄色固体，化学性质相似，且等质量的超氧化钾和超氧化钠的生氧性能如图3所示。小科依据人正常呼吸时需要生氧药品的生氧速度不低于1 L/min，结合自救呼吸器的结构和生氧药品的生氧性能，选取了作为生氧药品。选取的优点是__________________________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题3 空气、氧气和二氧化碳 跨学科实践活动 基于特定需求设计和制作简易供氧器 课标要点 1.探究供氧机制氧原理，初步形成应用元素观、变化观等化学观念和科学探究方法解决问题的思路。 2.通过规划及设计供氧器产品，认识在解决实际问题时，需要综合运用各学科知识，采用合适的方法和工具。 3.通过供氧器制作的实践活动，培养动手能力和解决实际问题的能力，体会有效使用科学技术、小组合作、协同创新解决问题的重要性。 学习重难点 重点：实验室制备气体的思路向生活化产品设计的迁移应用。 难点：建立“按需设计”的工程思维，平衡便携性、安全性与供氧效率的关系。 知识点 分析供氧器的不同需求场景及原理 1.有哪些特定环境和特殊人群有额外的氧气需求？ 处于环境缺氧的人群有额外的氧气需求：如处于高原、高山缺氧，矿井、钢厂、化工厂等特定有额外的氧气需求的特殊人群：患呼吸系统疾病缺氧的人、患心血管疾病的人等；体弱、年老、用脑过多的缺氧人…… 2.特定需求下，对制氧方法、供氧方式、氧气的浓度、流速和湿度等有哪些具体的要求和标准？ （1)患病缺氧、体弱缺氧等需要吸氧保健的人，可以使用家用制氧机吸氧，家用制氧机的特点是使用方便、随用随制，便于携带，适用于广大保健者。 （2）重症病人在医用中心吸氧，医用中心供氧器特点：操作更安全，输氧管路更环保，设备输送氧气 含量纯正且持续输选时间长，自动监测供氧压力和氧气消耗量等。 3.查阅相关资料，了解市面上常见供氧器的供氧原理及适用人群: 制氧机类型 原理 分子筛制氧机 利用分子筛的物理吸附和解吸技术，在加压时可将空气中的氮气吸附，剩余的未被吸收的氧气被收集起来，经过净化处理后成为高纯度的氧气 富氧膜制氧机 利用氧、氮分子在富氧膜内的渗透速度不同，实现氧气富集和氮气分离，从而获得所需的富氧 化学药剂制氧机 采用特定的药剂配方，在特定场合下使用 【交流思考】 (1)分子筛制氧机制氧原理类似于基本实验操作中的过滤 (2)富氧膜制氧机制氧过程中发生的变化为物理变化 (3)化学药剂制氧时一般不选择高锰酸钾，其原因可能是 反应过程需要加热，成本高(合理即可) 特别提醒 1.‌家用便携应急供氧场景‌ ‌核心需求‌：操作简单、无明火、便携安全 ‌适配原理‌：过碳酸钠固体+二氧化锰催化剂，常温下遇水即可平稳释放氧气，无需额外供电或加热 2.‌鱼缸短时增氧场景‌ ‌核心需求‌：低流速、持续供氧、无强腐蚀性残留 ‌适配原理‌：低浓度过氧化氢+二氧化锰，通过控制液体滴加速率，实现长时间小流量供氧 3.‌高原户外徒步供氧场景‌ ‌核心需求‌：体积小、产氧效率高、无多余废液 ‌适配原理‌：固体氧珠/过氧化物遇水反应，产氧速度快，整体重量轻便于携带 4.‌课堂演示实验供氧场景‌ ‌核心需求‌：现象直观、便于观察、可控制启停 ‌适配原理‌：固液不加热型可控发生装置，通过分液漏斗/多孔隔板随时控制反应开始与停止 随学随练 1．（2026·广东中山·模拟预测）便携式制氧杯(如图1)及其制氧原理。 【查阅资料】制氧基中的制氧试剂一般选用固体过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)和二氧化锰，过碳酸钠溶于水可产生过氧化氢。 (1)i.便携制氧杯中的制氧试剂不选用过氧化氢和二氧化锰的原因是______。根据上述资料，请写出制氧杯中生成氧气的符号表达式：______。（改编） ii.使用制氧杯前需检查气密性(如图2)，具体操作为在加湿仓和烧杯中分别加入适量水，液封导管a、b，用手挤压杯身，若观察到_____，则证明制氧杯气密性良好。 iii.吸氧前用带有火星的小木条检验氧气(如图3)，可观察到______(填现象)。 (2)氧疗方案及安全用氧 【查阅资料】鼻导管吸氧浓度与吸氧流量有关，大致的公式为：吸入氧浓度(%)=21(%)+4[%/(L/min)]×吸氧流量(L/min)。 i.高原变压吸附制氧机以空气为原料制氧，随着海拔升高，产氧量降低的原因是_____。 ii.睡眠质量欠佳者建议睡前以2L/min的吸氧流量吸氧。依据公式计算，吸入氧浓度为_____%。 iii.下列有关氧疗及安全用氧的说法正确的是_____(填字母)。 a.氧疗时，吸氧流量越大越好 b.氧疗时，鼻导管专人专用 c.可以自行购买氧气罐吸氧，不需要咨询医生 【答案】(1) 过氧化氢溶液是液体，不方便携带（合理即可） 导管a、b的管口均有气泡冒出 带火星的小木条复燃 (2) 海拔越高，空气越稀薄，含氧量越少 29 b 【详解】（1）i.见答案； 制氧杯中过碳酸钠溶于水生成过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，故生成氧气； ii. 用手挤压杯身，装置内压强增大，若观察到导管a、b的管口均有气泡冒出，说明气密性良好； iii. 氧气具有助燃性，故观察到带火星的小木条复燃，说明是氧气； （2）i. 见答案； ii.吸入氧浓度为：21%+4%/(L/min)×2L/min=29%； iii. a. 氧气具有氧化性，氧疗时，应根据不同病情调整吸氧流量，吸氧流量过大会导致氧中毒，错误； b. 氧疗时，鼻导管专人专用，以防止交叉感染，正确； c. 氧疗必须在医生指导下进行，自行购买氧气罐吸氧存在安全隐患，错误。 2．（2026·山东泰安·一模有删减）某兴趣小组对家用制氧机开展了项目化学习。 【任务一：了解制氧机】某品牌制氧机原理如图1所示。在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠()和粉末，反应仓壁变热，过滤仓底部有气泡冒出。 (1)反应仓中过氧化氢生成氧气的符号表达式为___________。（改编） (2)图中“过滤仓”的原理与图2中___________(填字母)装置类似。“过滤仓”中的水除了可以过滤杂质提纯氧气外，作用还有___________(填字母) A．加快氧气的生成 B．降低氧气温度 C．可以通过气泡观察氧气生成的速率 【任务二：测定家用制氧机制得氧气的纯度】同学们设计如图3实验：①打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入制氧机中导出的气体，至露出固体白磷后，关闭止水夹a和b．此时，A中水进入到B中200 mL；②用凸透镜聚光照射白磷，白磷开始燃烧；③待白磷熄灭且装置冷却后，打开止水夹b，B中的水倒吸入A中，测得此时B中剩余水的体积变为30 mL。 (3)该制氧机导出的气体中氧气的体积分数是___________。 【答案】(1) (2) B BC (3)85% 【详解】（1）见答案。 （2）过滤仓中氧气需要通入水中完成净化，因此进气管伸入液面下，出气管在液面上方，对应图2的B装置。 反应仓壁发热，生成的氧气温度较高，水可以降低氧气温度；通过观察水中气泡产生快慢，能够观察氧气生成速率；水不能加快氧气生成，催化剂才可以加快反应速率，因此选 BC。 （3）通入气体总体积：200mL； 白磷燃烧消耗氧气体积：200 mL−30 mL=170 mL； 氧气体积分数=×100%=85%。 知识点 设计并制作供氧器 1.结合资料卡片，小组讨论旅行供氧器选择哪种供氧剂更合理？ 资料卡片1:化学试剂制取氧气 制氧剂 制氧原理 使用过程中存在的问题 参考成本 (元/吨) 过氧化氢 H2O2 具有一定的腐蚀性和刺激性。易发生分解，需避光，不易控制 约3000 过氧化钠Na2O2 制取的氧气带有碱性废水 约15400 过碳酸钠 2Na2CO3·3H2O2 过碳酸钠遇水后可缓慢分解为碳酸钠和过氧化氢，遇催化剂二氧化锰后分解放出氧气 2500~4200 氯酸钠 NaClO3 分解释放氧气需要较高温度，且反应放热。需要催化剂，反应后有化学品残留，反应后的废料可能会引起环境污染 3000~4500 高锰酸钾 KMnO4 反应需要加热，产生氧气速度快，不易控制 约15000 资料卡片2：固体双氧水 学名：过碳酸钠（ 2Na2CO3·3H2O2），白色粉状或颗粒状固体，强氧化剂，易溶于水。 溶解在水中易分解产生过氧化氢和碳酸钠，故又被称作“固体双氧水”。 常用于环保漂白剂和其它清洁产品。 2.了解真实产品，建构设计思路，小组交流讨论设计装置图 [小组讨论]分析氧立得供氧机的部位与实验室制氧气装置的关系，填入表格。 氧立得供氧机的部位 实验室制取氧气仪器 1-氧气出口 导管口 2-密封盖 瓶塞 3-氧气通道 导管 4-反应仓 发生装置 5-加湿过滤仓 收集装置 3.氧立得供氧器反应仓、加湿过滤仓可以通过实验室哪些装置相似？ a b B A 氧立得制氧器 4.设计方案 兴趣小组的同学根据上述原理，利用过碳酸钠、二氧化锰作为制氧剂，用软塑料瓶、软管制作简易供氧器。请绘制设计图。 5.展示与交流，简易制氧器装置的分析与评价 制作简易制氧机需要考虑三方面的问题：一是根据特定需求，从定性的角度选择化学反应获得氧气；二是从装置的角度考虑氧气的发生、净化、收集等问题；三是从实际应用的角度出发，考虑产品的美学、工程学、安全等标准。 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。 特别提醒 1.原理选择易错点‌：反应仓不能选用需要加热的氯酸钾、高锰酸钾制氧方案，必须选用固液常温型的过碳酸钠/过氧化氢+二氧化锰的制氧原理，规避加热操作的安全风险。 2.‌装置结构易错点‌：长颈漏斗下端必须伸入液面以下，锥形瓶内导管仅稍露出橡皮塞，过渡仓不能注满水，否则氧气会夹带大量水被吸入人体。 3.‌功能设计易错点‌：过渡仓的导管要“长管进短管出”，既可以湿化氧气，还能通过气泡速率直观判断产氧快慢，不能把进出气导管接反。 4.‌操作规范易错点‌：二氧化锰作为催化剂可循环利用，不能随意丢弃；不能用高浓度过氧化氢，避免强腐蚀性带来安全隐患，优先选用5%左右的低浓度过氧化氢溶液。 5.‌评价维度易错点‌：设计供氧器必须综合考虑便携、安全、环保三大核心要素，不能忽略实际使用场景的适配性。 随学随练 1．（25-26八年级下·山东威海·期中）某兴趣小组在跨学科实践课上制作了如图简易化学“制氧机”，下列说法不正确的是 A．甲中试剂应选用溶液和 B．氧气从乙中逸出是因为其不易溶于水 C．乙中的水能使产生的氧气具有一定湿度 D．该装置可持久、平稳地制得氧气 【答案】D 【详解】A、常温下制氧可选用H2O2溶液和MnO2，适配该简易装置，A正确。 B、氧气具有不易溶于水的性质，因此通入乙的水中后会逸出，B正确。 C、氧气经过乙中的水时会携带水蒸气，可起到湿化作用，使产出的氧气有一定湿度，C正确。 D、该装置无法控制反应速率，且反应物一次性混合后会快速反应直到耗尽，药品量有限，不能持久、平稳制得氧气，D错误。 2．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．注射器相当于分液漏斗 【答案】B 【详解】A、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，不符合题意； B、氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能作高能燃料，符合题意； C、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，不符合题意； D、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，不符合题意。 故选B。 3．图2是某品牌简易制氧机的内部结构图。 ①图2反应仓中的试剂若为过氧化氢溶液和二氧化锰，则发生反应的符号表达式为___________。 ②图2过滤仓中利用氧气___________的物理性质，使氧气变得湿润。通过过滤仓中的水可观察氧气输出的___________(填“速率”或“质量”)。 【答案】 不易溶于水 速率 【详解】① 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，反应的符号表达式为：； ② 氧气不易溶于水，因此通过水时不会大量溶解，还能被水润湿；观察水中气泡冒出的快慢，就可以判断氧气的输出速率。 4．（2026·山东济南·模拟预测）同学们利用实验室中常用的试剂和生活中的材料自制“制氧机”，装置如图所示： ①制氧机判断产生氧气速率的方法是________。 ②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________（选填“多”“少”之一）。 【答案】 观察小塑料瓶中导管口产生气泡的快慢 多 【详解】①氧气通过水时会产生气泡，可通过气泡冒出的速率判断产氧速率； ②夏天温度高，过氧化氢分解速率快，增加水量可以降温，减慢反应速率，保证制氧速率稳定； 拓展 基于需求的设计思维难点解析 一、需求锚定思维难点 ‌从“先做产品”到“先定义需求”的转变障碍‌：学生习惯直接照搬实验室制氧装置，跳过真实场景需求拆解环节，无法把“家用老人吸氧”“高原便携供氧”这类模糊需求，转化为氧浓度、流速、续航、重量等可落地的量化设计指标。 ‌多约束条件的优先级排序困难‌：面对便携性、安全性、成本、供氧时长等多个互相冲突的设计约束，学生很难自主完成优先级排序，容易出现所有指标都想兼顾、最终所有指标都不达标的问题。 ‌隐性需求挖掘缺失‌：学生仅关注“能出氧气”的显性功能，忽略防儿童误开、废液易清理、操作步骤不超过2步这类真实使用场景下的隐性安全与体验需求。 二、原理迁移思维难点 ‌实验室思维的路径依赖‌：学生直接套用课本里过氧化氢制氧的标准装置逻辑，无法跳出“发生装置-收集装置”的实验室框架，结合家用场景重构供氧器的功能模块。 ‌单一学科思维局限‌：仅从化学角度关注制氧反应本身，无法主动联动物理的压强控制、生物的呼吸供氧标准、工程的人机交互要求，形成跨学科的系统设计逻辑。 ‌理想反应与真实工况的认知断层‌：默认化学反应能100%按理论方程式完成，忽略水温波动、反应物纯度、副反应干扰等真实工况因素，设计出的产品实际性能和理论计算偏差极大。 三、工程迭代思维难点 ‌一步到位的设计误区‌：学生总想直接做出完美成品，不理解工业产品“草图-原型-测试-迭代”的研发逻辑，不会通过多轮小步测试逐步修正设计缺陷。 ‌缺陷归因逻辑缺失‌：产品出现供氧流速不稳、气密性差等问题时，学生很难从结构、材料、原理多个维度系统排查原因，只会盲目改动装置，无法形成可复用的问题分析框架。 ‌简易材料的创新适配思维不足‌：面对塑料瓶、吸管等低成本生活材料，学生很难灵活调整设计思路适配材料特性，反而硬套专业供氧器的复杂结构，导致作品可落地性极差。 四、价值评估思维难点 ‌单一性能评价误区‌：仅以“能不能制出氧气”作为唯一评价标准，不会从安全性、实用性、用户体验、成本等多个维度综合评估设计方案的优劣。 ‌用户视角缺失‌：始终站在“制作者”视角评判作品，无法切换到老人、高原旅行者等真实使用者的视角，去判断设计是否真正好用、安全。 ‌优化方向迷失‌：完成初代作品后，学生很难自主找到明确的迭代优化方向，不知道该从哪些维度进一步提升产品的实际使用价值。 活学活用 1．（25-26八年级上·山东德州·期末）小明同学利用过氧化氢分解产生氧气的原理，自制了两个家庭简易制氧机，如下图甲和乙所示，简述这两种制氧机的共同优点________。 【答案】可以控制反应的发生与停止 【详解】甲、乙装置均能通过上下拉动细绳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与停止，故两种制氧机的共同优点是可以控制反应的发生与停止。 2．（2026·新疆乌鲁木齐·二模）(4)同学们利用实验室中常用的试剂和生活中的材料自制“制氧机”，装置如图所示： ①制氧机判断产生氧气速率的方法是_______。 ②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_______。 【答案】 (4) 观察小塑料瓶中气泡产生速率 夏天温度高，反应速率快，多加水降低了反应物的浓度，从而减慢了反应速率 【详解】 （4）①②见答案。 3．（2026·江苏宿迁·三模）兴趣小组同学进行了下列化学实验。 【实验四】开展了“设计与制作简易供氧器”的实践活动。 (4)制作反应装置，设计并制作了制氧机，如图所示。反应仓是氧气产生的场所。加湿过滤仓能起到的作用是____________（填字母）。 A．净化氧气，提高所制氧气的纯度 B．检测流速，判断制氧机的工作状态 C．湿润气体，使进入人体的氧气更适宜人体 (5)选择合适供氧剂 过氧化钙（）和过氧化钠（）均可作供氧剂。过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氧气。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反应时间的关系如图3所示。 ①过氧化钠与水反应的文字表达式为_________________________。（改编） ②为解决鱼的吸氧问题，相对于过氧化钠，选用较好，理由为_________。 【答案】 (4)ABC (5)过氧化钠 + 水 → 氢氧化钠+氧气 过氧化钙可以持续缓慢产氧，满足鱼塘长时间供氧的需求，且生成的氢氧化钙碱性较弱，对水体危害小 【详解】 （4）A.加湿过滤仓可过滤杂质，提高氧气纯度，正确； B.可通过气泡快慢判断氧气流速、制氧机工作状态，正确； C.氧气通过水可被湿润，使输出的氧气更适宜人体正确。 （5）① 根据题意，过氧化钠与过氧化钙性质相似，类比过氧化钙和水的反应，配平即可得到方程式。 ②由图像可知，相同质量的过氧化钠反应过快，短时间就结束产氧，且生成强腐蚀性的氢氧化钠，不符合鱼塘长期供氧的需求，而过氧化钙产氧平缓持久，产物更温和，因此更合适。 题型 制氧剂选择与原理分析 ▌例1 （2026·宁夏吴忠·一模）家庭制氧剂的选择 查阅资料：①过碳酸钠（）常温下是白色固体，加水溶解会生成Na2CO3和H2O2； ②不同试剂制取氧气的成本、反应条件及保存注意事项如下表。 序号 试剂 试剂成本（每生成100 g氧气） 反应条件 保存注意事项 1 高锰酸钾 30元 加热 远离火种、热源等 2 过氧化氢溶液、二氧化锰 7元 常温 避光、阴暗等 3 过碳酸钠、二氧化锰 3元 常温 远离水、易燃物等 (1)实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，应选用的装置为__________（填序号）。 (2)写出过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的符号表达式__________。（改编） (3)根据题中表格信息，对比分析哪一种试剂更适合用作家庭供氧剂_______，原因是______。 【答案】(1)AC/AD (2) (3) 过碳酸钠和二氧化锰 制取等质量氧气成本最低，常温即可反应，操作简便适合家庭使用 【详解】（1）高锰酸钾制氧气为固体加热反应，发生装置选A；氧气密度比空气大、不易溶于水，收集可选择向上排空气法装置D或排水法装置C。 （2）过氧化氢在二氧化锰催化作用下常温分解为水和氧气，反应的符号表达式为。 （3）对比三种制氧试剂：高锰酸钾需要加热，家庭操作危险且成本最高；过氧化氢溶液成本高于过碳酸钠；过碳酸钠成本最低，无需加热即可反应，符合家庭制氧的需求。 解题贴士 根据给出的过碳酸钠、过氧化氢、高锰酸钾等不同制氧剂的特性资料，分析不同制氧剂的优缺点、催化剂的特性，说明过碳酸钠作为家用简易供氧器制氧剂的合理性，解释二氧化锰可重复使用的原因。 ▌对点练1-1 （25-26九年级上·福建厦门·阶段检测）某小组开展“自制简易制氧机”的跨学科实践活动。 (2)化学试剂制氧。 ①以下试剂可用于制取氧气的有___________(填字母)。 A．过氧化钠  B．氯化铵  C．甲烷   D．过氧化钙 ②常见制氧剂为过碳酸钠和二氧化锰。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。已知制氧原理可分为两步，步骤一是过碳酸钠溶于水产生过氧化氢和碳酸钠，则甲剂的成分是___________。 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 配方二 2袋 1袋 配方三 3袋 2袋 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，水的作用有___________。(写一条) 【答案】 (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（或润湿氧气等合理即可） 【详解】 （2）①根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，氧气中含有氧元素，则制取氧气的试剂中应含有氧元素，过氧化钠、过氧化钙中含有氧元素，可用于制取氧气，氯化铵、甲烷中不含有氧元素，不能用于制取氧气，故选：AD； ②制氧原理可分为两步，步骤一是过碳酸钠溶于水产生过氧化氢和碳酸钠，步骤二是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，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（即最终产生氧气的质量不同），而该反应中，二氧化锰作为催化剂，只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，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，由表中内容可知，配方三平均供氧量最大，则三个配方中，供氧速率最快的是配方三； （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、润湿氧气等。 ▌对点练1-2 （25-26九年级上·江苏无锡·期中）氧气在生产生活中有着广泛的应用。不同的场景，制氧的方法往往不同。 Ⅲ、家庭制氧 某款家庭制氧机利用化学药剂（过碳酸钠和二氧化锰）同时加入水中制取氧气。 已知：①过碳酸钠遇水分解为碳酸钠和过氧化氢，能产生氧气并放出热量。 ②高浓度过氧化氢易挥发且腐蚀性强。 【实验探究】对比过碳酸钠和过氧化氢溶液的制氧效果，选择合适的制氧剂。 实验一：过氧化氢作为制氧剂 ①取等质量的过氧化氢，加入不同体积的水配制成4组不同浓度的过氧化氢溶液，并分别加入0.2g二氧化锰，用排水法收集并读取每2分钟获得的氧气体积，记录并处理20min内数据如图所示。 (3)理论上，相同条件下等质量的过氧化氢完全反应能生成等体积的氧气。20min时，第④组实验比第③组实验产氧量少，可能的原因是______。 实验二：过碳酸钠作为制氧剂 另取1.41g过碳酸钠、0.2g二氧化锰和9.11mL水（完全反应后产生氧气的量与第①组实验所制得的氧气最大量相等），用排水法收集并读取每2分钟获得的氧气体积，记录并处理20min内数据如图所示。 (4)分析图中数据，选择过碳酸钠作为制氧剂的依据是：2min后，______。 (5)制氧剂不选择过氧化氢溶液，还因为______（填字母）。 A．过碳酸钠是固体颗粒物，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 D．过氧化氢分解产物无污染 【答案】 (3)高浓度过氧化氢易挥发，使参与反应的过氧化氢减少 (4)过碳酸钠产生氧气的速率比过氧化氢溶液快（或相同时间内过碳酸钠产生的氧气体积更多） (5)ABC 【详解】 （3）第④组是的过氧化氢溶液，高浓度过氧化氢易挥发，导致实际参与反应的过氧化氢减少，因此时产氧量比第③组（过氧化氢）少，原因是高浓度过氧化氢易挥发，使参与反应的过氧化氢减少。 故填：高浓度过氧化氢易挥发，使参与反应的过氧化氢减少。 （4）分析实验数据，后过碳酸钠产生氧气的速率比过氧化氢溶液快（或相同时间内过碳酸钠产生的氧气体积更多），因此选择过碳酸钠作为制氧剂的依据是：过碳酸钠产生氧气的速率比过氧化氢溶液快（或相同时间内过碳酸钠产生的氧气体积更多）。 故填：过碳酸钠产生氧气的速率比过氧化氢溶液快（或相同时间内过碳酸钠产生的氧气体积更多）。 （5）不选择过氧化氢溶液的原因： A、过碳酸钠是固体，易于保存，而过氧化氢是液体，保存不便，正确； B、过氧化氢运输储存不方便，正确； C、高浓度过氧化氢具有腐蚀性，正确； D、过氧化氢分解产物无污染，是优点，不是不选的原因。 故填：ABC。 题型 装置结构与功能分析 ▌例2 （25-26八年级上·上海金山·期中）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 【详解】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。 解题贴士 紧扣“反应仓产气、加湿仓润氧观速”的双层核心结构，牢记“长管入水、短管接人”的导管规则，从结构-功能-安全三个维度排查装置正误，避开加热制氧、导管接反等高频陷阱。 ▌对点练2-1 （25-26九年级上·上海普陀·期中）基于特定需求设计和制作简易供氧器。 如图是家庭制氧器的说明图，图中“通道”相当于下图中的___________。(填字母) 【答案】B 【详解】图中“通道”是将反应仓中产生的通入水中，氧气不易溶于水，密度比水小，从左上方“出口”逸出，则相当于B装置。 ▌对点练2-2 （25-26九年级上·山东聊城·阶段检测）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】过碳酸钠加水会分解生成：Na2CO3和H2O2；Na2CO3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】 (4)图1右瓶中水的作用是(写一个即可)___________。 (5)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”或者“B”)瓶为制氧瓶。 【答案】 (4)判断氧气产生的速率(降低温度、过滤杂质提纯氧气、使氧气更加湿润) (5)B 【详解】 （4） 氧气不易溶于水，将氧气从底部通入右瓶，图1右瓶中水可以通过气泡产生的速率，可判断氧气产生的速率，故填：判断氧气产生的速率(降低温度、过滤杂质提纯氧气、使氧气更加湿润)。 （5） 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，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，则其中B瓶为制氧瓶，故填：B。 题型 实验方案评价与优化 ▌例3 （2026·福建南平·二模）活鱼运输需求下的简易供氧器。 资料：活鱼运输时水中溶氧量一般维持在5-10mg/L之间，大于12 mg /L时，鱼类可能会患上气泡病；鱼类适宜生存的pH范围为6.5～9.0。 (1)基于便携性和成本考虑，选择过碳酸钠固体( 2Na2CO3 ·3H2O2 )作为制氧剂，它遇水分解。生成的H2O2继续分解，写出H2O2分解的符号表达式_______（改编）。实验室用过碳酸钠模拟该制氧过程，制氧气的发生装置应选择图1中的_______（填序号），仪器①名称是_______。 (2)将0.22g 过碳酸钠加入100 mL水中，模拟货车运输某种活鱼时的水体情况。用传感器测定pH和溶氧量的变化如图2所示。依图分析，不能直接将过碳酸钠加入活鱼运输水体中，说明理由_______。 (3)利用铁粉缓慢氧化消耗氧气，模拟鱼类耗氧，设计装置如图3所示。 ①装置乙中水的作用是_______（写一条）。 ②若要调节水中的溶氧量大小，可用的方法是_______。 (4)供氧装置应定期检查，指出一条须检查的内容______。 【答案】(1) B 试管 (2)pH过大且溶氧量超标 (3) 观察速率 通过控水器调节水流速度 (4)装置是否漏气 【详解】（1）略； 过碳酸钠制取氧气的药品是固体和液体，不需要加热。发生装置选择固液不加热型装置B。 略； （2）根据题干资料，鱼类适宜pH为6.5~9.0，溶氧量超过12mg/L易患气泡病，结合图2数据，反应后水体pH超出适宜范围，且后期溶氧量超标，因此不能直接加入水体。 （3）① 氧气通过乙装置的水时，可通过气泡产生的快慢判断产氧速率，也可湿润氧气、除去氧气中混有的可溶性杂质； ② 调节水的滴加速率可以控制过碳酸钠的反应速率，进而控制产氧量，实现溶氧量的调节。 （4）装置漏气会导致氧气损失，因此需定期检查气密性，也可检查制氧剂剩余量、水体溶氧量等，合理即可。 解题贴士 从原料安全便携、装置气密防漏、产气速率平稳、产物环保无污四个核心维度评价方案优劣，通过加装分液/注射器控速、规范导管长进短出、增设安全泄压结构完成优化，规避压强骤增、液体喷出等安全隐患。 ▌对点练3-1 （2026·陕西宝鸡·一模）如图为实验室常用仪器和实验装置的示意图，根据题意回答问题。 (2)将一瓶氧气倒入图2的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的物理性质是_____。 (3)如图3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______（填字母）。 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．反应仓中使用的试剂可以是高锰酸钾 D．该装置可以给鱼缸中的鱼供氧气 【答案】 (2)密度比空气的大 (3)C 【详解】 （2）将氧气倒入烧杯后，带火星木条自下而上复燃，说明氧气密度比空气大，会先聚集在烧杯底部，使下方木条先接触到氧气而复燃； （3）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，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，说法正确； C.由图可知，该反应仓中的试剂有两种，分别是液体和固体，反应不需要加热。而高锰酸钾固体制取氧气不需要其它液体试剂参加，但需要加热，因此反应仓中的试剂不是高锰酸钾，说法错误； D.氧气可供给呼吸，该装置产生的氧气可以通入鱼缸中，给鱼缸中的鱼供氧气，说法正确。 ▌对点练3-2 （2026·宁夏固原·模拟预测）项目二：基于特定需求设计和制作简易供氧器。 (3)图1加湿仓中水的作用是_____，反应仓中剂可以重复使用，理由是______；图1中“通道”相当于图2装置中的______(选填“A”、“B”或“C”)。 【答案】 (3) 湿润氧气 二氧化锰为催化剂，反应前后质量和化学性质不变 B 【详解】 （3）氧气不易溶于水，则图1加湿仓中水的作用是根据产生气泡的速率观察产生氧气的速率、湿润氧气等； 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应仓中A剂可以重复使用，理由是二氧化锰为催化剂，反应前后质量和化学性质不变； 图1中“O2通道”是将反应仓中产生的通入水中，氧气不易溶于水、密度比水小，从左上方“O2出口”逸出，则相当于图2中B装置。 基础通关 1．（2026·陕西咸阳·三模）兴趣小组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（过碳酸钠溶于水可产生），下列说法不正确的是 A．二氧化锰是溶液分解的催化剂 B．甲中装置Ⅰ能控制产生的快慢 C．通过甲中装置Ⅱ的水可观察氧气输出的速率 D．图乙用作加湿仓时，b管与病人相连 【答案】D 【详解】A.二氧化锰能加快分解速率，且反应前后质量、化学性质不变，是分解的催化剂，表述正确。 B.装置Ⅰ的注射器可控制加水的速率，从而控制过碳酸钠溶解产生的速率，进而控制生成的快慢，表述正确。 C.通入装置Ⅱ的水中会产生气泡，通过气泡的产生速率可直观判断氧气输出速率，表述正确。 D.图乙作加湿仓时，需让从长管b通入水中加湿，再从短管a排出连接病人；若b管连病人，瓶内压强增大后会将水压入病人呼吸道，表述错误。 2．（2026·陕西咸阳·三模）化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧自救器”的实践活动。如图为供氧自救器的工作原理，其中甲和乙组成制氧机部分，丙为CO2清洁箱。呼吸时只用嘴呼吸，使气体在“制氧机→人体→CO2清洁箱→制氧机”间循环。下列说法不正确的是 A．丙中氢氧化钙为CO2吸收剂 B．反应一段时间后二氧化锰的质量变小 C．乙中的水可观察氧气输出的速率 D．关闭开关a，可使制氧室中的反应逐渐停止 【答案】B 【详解】A. 氢氧化钙可与二氧化碳发生反应 ，因此可作为CO2吸收剂，A说法正确。 B.二氧化锰是过氧化氢分解制氧气的催化剂，化学反应前后催化剂的质量和化学性质均不发生改变，因此反应一段时间后二氧化锰质量不会变小，B说法错误。 C.氧气通入乙中的水时会产生气泡，通过气泡产生的快慢可以直观判断氧气的输出速率，C说法正确。 D.关闭开关后，制氧室内持续反应产生氧气，内部压强增大，会将过氧化氢溶液压回左侧甲区域，当液面低于多孔隔板时，过氧化氢与二氧化锰分离，反应逐渐停止，D说法正确。 3．（2026·山西吕梁·一模）右图是某学习小组设计的自制简易供氧器。下列分析不正确的是 A．过氧化氢溶液为混合物 B．液体X应该是水 C．塑料属于复合材料 D．二氧化锰起催化作用 【答案】C 【详解】A、过氧化氢溶液由过氧化氢和水两种物质组成，属于混合物，该分析正确； B、右侧瓶中液体X的作用是湿润氧气，且可通过产生气泡的速率观察氧气生成速率，应为水，该分析正确； C、塑料属于有机合成材料，不属于复合材料，该分析错误； D、过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰作催化剂，起催化作用，该分析正确。 4．（25-26八年级上·山东威海·期末）过碳酸钠（）溶于水可产生，进而制得。实验小组利用此原理，自制简易供氧器（如图）制取O₂。下列说法错误的是 A．可在a处用带火星的木条检验氧气 B．该装置能控制产生的快慢 C．I中的二氧化锰可以增加生成氧气的量 D．Ⅱ中的水有加湿、判断氧气速率等作用 【答案】C 【详解】A、氧气具有助燃性，可在a处用带火星的木条检验氧气，若木条复燃，说明是氧气，故A正确； B、注射器可控制加水速度，进而控制过氧化氢分解速率，即能控制产生氧气的快慢，故B正确； C、二氧化锰是催化剂，只能改变化学反应速率，不能增加生成氧气的量，故C错误； D、Ⅱ中的水可以观察产生氧气的速率，还能对氧气起到加湿的作用，故D正确。 故选C。 5．（25-26八年级上·山东东营·期末）某跨学科实践活动小组的同学，利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出了简易供氧器。下列说法正确的是 A．反应仓的固体试剂可以作催化剂 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化学性质 【答案】A 【详解】A、反应仓用于产生氧气，过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下能分解产生氧气，所以反应仓的药品可以是过氧化氢溶液和二氧化锰，其中二氧化锰粉末作催化剂，故选项说法正确。 B、使用前，加湿仓如果注满水，气体进入时可能无法顺利导出，甚至导致水倒吸，因此只需注入适量水即可，故选项说法不正确。 C、加湿仓的作用是湿润氧气或除去杂质，气体通过水后导出，属于洗气装置，此过程中不会排出加湿仓中的水，与排水集气装置不同，故选项说法不正确。 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润后排出，供人体呼吸，故选项说法不正确。 故选A。 6．（25-26九年级上·陕西安康·期末）某兴趣小组设计了硫燃烧实验（图1）和简易供氧器（图2）。下列有关说法正确的是 A．图1中观察到硫燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体 B．图1中集气瓶底部的水可用细沙代替 C．图2中反应仓在制氧时压强增大 D．图2加湿仓中的水位应在B位置 【答案】C 【详解】A、硫在氧气中燃烧的现象是发出蓝紫色火焰（在空气中燃烧才是淡蓝色火焰），生成有刺激性气味的二氧化硫气体，说法错误。 B、图1中集气瓶底部的水的作用是吸收燃烧生成的二氧化硫（），防止其污染空气，细沙无法吸收，不能替代水，说法错误。 C、图2的反应仓在制氧时，会产生氧气，导致反应仓内的气体增多，压强增大。增大的压强会将氧气压入加湿仓，最终从顶部导出，说法正确。 D、加湿仓的作用是让氧气通过水来加湿，因此水位应在A位置（高于出氧口，使氧气从水下冒出，与水充分接触），若水位在B位置，氧气可能不经过水直接导出，无法达到加湿效果，说法错误。 故选：C。 8．（25-26八年级下·山东烟台·期末）某化学小组以“常见气体的制备和性质探究”为主题开展了探究活动 Ⅰ．回顾实验室制取和 (1)实验室用高锰酸钾制氧气，从图1中可选用的气体发生装置是_____（填装置序号，下同），若使用过氧化氢溶液制氧气，则发生反应的符号表达式为____________。 (2)实验室制取氧气与二氧化碳都可选用的发生装置为__________，将该发生装置与装置的导管_____（填“a”或“b”）相连，再与F装置相连可测得气体的体积，由两种气体的溶解性可知，该操作造成误差最大的气体是_____________。 Ⅱ．生活中应用 (3)化学小组利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易制氧机（图2），下列说法正确的是_____（填序号）。 A．甲瓶是气体发生装置 B．试剂B只能是二氧化锰 C．注射器可控制滴加液体的速率 D．乙瓶可以使氧气湿润 (4)化学小组又设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置（图3） ①作为气体的发生装置，装置相比图1中B装置的优点是______________。 ②为确保二氧化碳能充分溶入水中，促进水草更好地生长，最好将导管口伸入鱼缸中________（填“①”“②”或“③”）的位置 【答案】(1) A (2) B b 二氧化碳/CO2 (3)ACD (4) 可以控制反应的发生和停止 ③ 【详解】（1）实验室用高锰酸钾制氧气，属于固体加热反应，发生装置可选A； 略； （2）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可选B，B装置也适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气； 气体的密度比水小，则应将该发生装置与装置的导管b相连，水从a端排出，用量筒测量排出水的体积，排出水的体积就是生成气体的体积； 氧气不易溶于水，二氧化碳能溶于水，故该操作造成误差最大的气体是二氧化碳； （3）A. 由图可知，甲瓶是气体发生装置，适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，正确； B. 试剂B是催化剂，可能是二氧化锰，也可能是氧化铜等，错误； C. 注射器可控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，正确； D. 氧气不易溶于水，且与水不反应，将氧气通入乙瓶中的水中，可使氧气湿润，正确； （4）①与图1中B装置相比，X装置可将固体置于多孔隔板上，通过长颈漏斗添加液体，使固液接触，关闭弹簧夹，由于生成了气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，气体导出，固液接触，反应开始，故优点是：可以控制反应的发生和停止； ②为了水草更好的生长，确保二氧化碳能够充分溶入水中，最好将导管口放置于鱼缸的位置③，这样可以延长二氧化碳与水的接触时间，使二氧化碳与水充分接触。 9．（2026·河南周口·模拟预测）如图是实验室制取氧气的常用装置，根据所学知识回答下列问题： (1)实验室制取氧气和二氧化碳均可使用的一套装置是哪套? (2)写出实验室制取二氧化碳的化学方程式。 (3)下图甲是基于特定需求设计和制作的简易供氧器，根据加湿仓中流过的路径请在乙中将导管补画完整。 【答案】(1)BC (2)CaCO3＋HCl → CaCl2＋H2O＋CO2 (3) 【详解】（1）实验室制取二氧化碳用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，是固液常温型反应；制取氧气若用过氧化氢在二氧化锰催化下分解，也是固液常温型反应；二氧化碳的密度大于空气，能溶于水；氧气的密度略大于空气，不易溶于水，均可用向上排空气法收集，故选择BC装置； （2）大理石（或石灰石）的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳； （3）为了使氧气充分与水接触达到润湿等目的，氧气应从长导管进，短导管出。 10．（25-26八年级下·山东烟台·期中）某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易“制氧机”。 如图甲所示，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是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠()加水溶解会分解生成和。 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，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (1)反应仓中生成氧气的符号表达式是___________，二氧化锰的作用是___________，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用有___________(填序号)。 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)反应仓中迅速产生并从过滤仓的水中逸出，可得出的物理性质是___________。验证过滤仓导出的气体是氧气的方法：___________。 (3)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图乙中可选用的气体发生装置是___________(填序号，下同)，选择该发生装置的依据是___________；可选用的收集装置是___________。 【答案】(1) 催化作用 ab (2) 不易溶于水 在导管口放一根带火星的木条，若木条复燃，证明为氧气 (3) B 反应物状态是固体和液体，反应条件是常温 C/E 【详解】（1）反应仓中H2O2在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，反应的化学方程式为：，在此反应中二氧化锰作催化剂，二氧化锰的作用起催化作用； 过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，氧气不易溶于水，所以还可以起到的作用是可以通过气泡观察氧气生成的速率、降低氧气温度，故选ab； （2）氧气不易溶于水，所以反应仓中迅速产生并从过滤仓的水中逸出； 氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是在导管口放一根带火星的木条，若木条复燃，证明为氧气； （3）在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气的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； 因为氧气密度比空气大，且不易溶于水，所以收集装置可以是C或E； 素养提升 11．（2026·山东德州·一模节选）生活中有时需要用到高浓度的氧气，而获取高浓度氧气有多种方法。 I．过碳酸钠制氧。“便携式制氧机”原理如图1所示。制气时，反应仓中加适量水，再加入白色过碳酸钠颗粒和黑色二氧化锰粉末，反应仓内黑色粉末翻腾浑浊，仓壁温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (1)图中“过滤仓”的原理与图2中_____（填字母）装置类似。“过滤仓”中的水除了可以过滤杂质提纯氧气外，作用还有_____（填字母） A．加快氧气的生成    B．降低氧气温度    C．可以通过气泡观察氧气生成的速率 (2)充分反应后，若将反应仓内的混合物过滤，得到的滤渣的成分是_____。 II．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3所示。 III．氧烛制氧。氧烛制氧是密闭空间紧急供氧技术（如图4）。主要含NaClO3、催化剂和少量铁粉。使用时按压启动装置，铁粉燃烧，并触发分解并放出热量维持反应持续发生，生成和。 (5)NaClO3制氧的装置类似于图6实验室中的_____（填“甲”或“乙”）装置； (6)使用氧烛时产氧率明显低于理论值的原因可能是_____； (7)氧烛的填充材料会影响其放氧时间和外壳最高温度，研究人员分别测试了无填充材料、填充材料A和填充材料B三种情况下氧烛放氧时间及对应外壳温度（如图5），氧烛应选择的填充材料_____（填“A”或“B”）。 【答案】(1) B BC (2)二氧化锰/MnO2 (5)乙 (6)铁粉燃烧消耗部分氧气 (7)B 【详解】（1）过滤仓是一个洗气装置，用于过滤杂质提纯氧气，需让氧气通入水中洗气，遵循“长进短出”原则，与B装置原理一致； 该反应放热，水可降低氧气温度，也可通过产生气泡的速率观察生成氧气的速率，不能加快氧气的生成； （2）过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，碳酸钠溶于水，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，二氧化锰是该反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变，且难溶于水，因此过滤后为滤渣成分； （5）氯酸钠制氧需要加热条件，属于固体加热型反应，与图6中乙装置适配； （6）见答案； （7）填充材料B对应的氧烛放氧时间长 、且外壳温度低，防止热量散失，维持产氧药块温度，故选填充材料B。 12．（25-26九年级上·安徽芜湖·期中）随着科技的进步，家用制氧机逐步走进千家万户。某化学项目式学习小组开展了“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。 活动一：探秘制氧原理 【查阅资料】某款家用制氧机工作原理如上图所示，所用制氧剂过碳酸钠()是一种白色固体，使用时通常还会加入水和少量二氧化锰。 【提出问题】使用时加入水和二氧化锰对过碳酸钠的制氧速率有何影响？ 【设计实验】20℃时，取一定质量的过碳酸钠和二氧化锰，并加入不同体积的水，测得相关数据如下表所示。 序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 收集氧气的体积/mL 所用时间/s 实验① 240 2.5 350 500 15.0 实验② x 2.5 500 500 33.3 实验③ 240 0 800 500 待测 【解释与结论】 (1)实验②中x应为_______。 (2)对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变________(填“快”或“慢”)。 (3)若实验③测得所用时间大于35 s，________(填“能”或“不能”)证明二氧化锰是过碳酸钠分解的催化剂。 【反思与评价】 (4)写出实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学符号表达式__________________________。 活动二：选择制氧试剂 【查阅资料】已知过氧化氢也能做供氧剂，用9.1 mL 5%的过氧化氢溶液、1.41 g过碳酸钠分别加入0.2 g二氧化锰充分反应，常温常压下均生成150 mL氧气，测得反应过程中生成氧气的体积随时间变化关系如下图所示。 【讨论分析】 (5)结合图像，选择过碳酸钠作制氧剂更合适的依据是__________________________。 【表达交流】 (6)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．使氧气具有一定湿度 B．观察氧气产生速率 C．加快氧气的生成 活动三：自制制氧机 (7)小组同学利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品，模仿市售制氧机，自制如图甲～丁4套简易制氧机，瓶中所装液体为水，向左侧瓶中加入制氧药品。其中不合理的装置有________(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)。 【答案】(1)240 (2)慢 (3)不能 (4) (5)过碳酸钠作制氧剂产生氧气的速率更快 (6)AB (7)乙丁 【详解】（1）实验中，要控制过碳酸钠质量不变，则实验②中应为240； （2）对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变慢； （3）若实验③测得所用时间大于35s，不能证明二氧化锰是过碳酸钠分解的催化剂，还需要探究化学反应前后，二氧化锰的质量和化学性质是否改变； （4）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气； （5）结合图像，选择过碳酸钠作制氧剂更合适的依据是过碳酸钠产生氧气的速率更快； （6）加湿过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以使氧气具有一定湿度、观察氧气产生速率，不能加快氧气的生成，故选AB； （7）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，丁装置中，左侧瓶中导管在液面以下，气体无法导出，无法得到氧气，故不合理的是乙、丁。 13．（25-26九年级上·山西晋城·期末）氧气与人体健康关系密切，在特定环境下，人们需要携带方便、操作简单、安全可靠，且成本较低的供氧器。下面是同学们在进行“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动，请你和他们一起完成。 任务一：了解需求 (1)同学们通过走访各类人群，了解到需要制氧机的场景或地域有_______。 任务二：获取信息 (2)同学们通过查阅资料了解到目前市场上常用的制氧机主要有：电子制氧机、分子筛式制氧机、化学药剂制氧机、富氧膜制氧机和电解水制氧机。其中富氧膜制氧机利用氧气、氮气分子在富氧膜内的渗透速度不同，实现氧气富集和氮气排出从而获得所需的富氧。分子筛式制氧机是将压缩空气压入分子吸附塔，氮气和二氧化碳被吸附，流出高纯度的医用氧气。 (3)同学们对化学药剂制氧机的说明书进行了详细的阅读，了解到其工作原理如图所示，其中的反应仓相当于实验室利用分解过氧化氢制取氧气中的_______装置。为探究制氧机中二氧化锰的作用，同学们进行了如下实验。 (4) 实验步骤 实验现象 实验结论 ①向试管中加入少量过碳酸钠，加水溶解，将带火星的木条伸入试管中 带火星的木条不复燃 二氧化锰是该反应的催化剂 ②向①实验后的试管中加入少量二氧化锰，再将带火星的木条伸入试管中 产生大量气泡，_______ 有同学认为结论不严谨，理由是_______。 任务三：设计制作 (5)同学们根据已有条件结合所学知识，设计并制作了简易供氧器如图所示，并进行实验。简易供氧器中发生反应的符号表达为_______。实验没有达到预期的效果，原因是_______。通过小组交流大家对供氧器进行了改进，实现了自制简易供氧器的顺利使用。通过本次跨学科实践活动，大家进一步认识到氧气与人体健康的密切关系，体会到选择制氧机需要根据场景需求，制作供氧器需要考虑_______等因素。 【答案】(1)高原地区、医疗保健、航空航天、潜水、水产养殖等 (3)发生 (4) 带火星的木条复燃 该实验没有验证反应前后二氧化锰的质量和化学性质是否改变 (5) 导气管伸入过氧化氢溶液中，导致气体不能导出 安全可靠、方便携带、试剂用量合理、操作简单、成本较低等 【详解】（1）同学们通过走访各类人群，了解到需要制氧机的场景或地域有高原地区、医疗保健、航空航天、潜水、水产养殖等； （3）反应仓产生氧气，相当于实验室利用分解过氧化氢制取氧气中的发生装置； （4）根据实验结论二氧化锰是该反应的催化剂，说明二氧化锰能加快反应速率，则步骤②向①实验后的试管中加入少量二氧化锰，再将带火星的木条伸入试管中，观察到产生大量气泡，带火星的木条复燃； 催化剂是指能改变化学反应速率，且反应前后质量和化学性质不变，该实验只证明了二氧化锰能改变反应速率，但没有证明反应前后质量和化学性质是否改变，则不能证明二氧化锰是该反应的催化剂，故填：该实验没有验证反应前后二氧化锰的质量和化学性质是否改变； （5）简易供氧器中发生的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，符号表达式为； 由图可知，导气管伸入过氧化氢溶液中，导致气体不能导出，故实验没有达到预期效果； 制作供氧器需考虑安全可靠、方便携带、试剂用量合理、操作简单、成本较低等因素。 14．（25-26九年级上·江西宜春·期末）氧气和二氧化碳是我们身边常见的物质，获得气体的方法有多种。 【实验室制取二氧化碳】 (1)实验室制取二氧化碳，应选择的发生装置是___________(填字母)，反应的符号表达式为___________。用D装置可收集的一种气体是___________。 (2)在制取过程中，小刘同学选用C装置收集二氧化碳，验证二氧化碳是否收集满的方法是___________。 【生活中获得氧气】 目前，市面上比较常见的家用制氧机有“便携式制氧机”和“分子筛制氧机”。“分子筛制氧机”利用加压吸附技术将空气中的氧气与氮气分离，滤除有害物质，再通过降压释放出氧气。 (3)“便携式制氧机”中的制氧试剂为过碳酸钠固体和二氧化锰粉末，其反应原理有两步： 第一步：过碳酸钠加水溶解后分解生成碳酸钠和过氧化氢； 第二步：过氧化氢遇到二氧化锰迅速产生氧气。该步反应的符号表达式为___________。 (4)“便携式制氧机”中的制氧试剂选用固体而不用过氧化氢溶液的原因是___________。 (5)上述两种制氧机的制氧原理的本质区别是___________。 (6)探究“便携式制氧机”的制氧装置，如图2是“便携式制氧机”的简易装置示意图。过滤仓中水的作用是___________(写一条)。 【答案】(1) B CaCO3＋HCl → CaCl2＋H2O＋CO2 O2(或H2) (2)将燃着的木条放到瓶口，木条熄灭，二氧化碳已满 (3) (4)方便携带 (5)便携式制氧机发生化学变化，分子筛制氧机发生物理变化 (6)可通过观察水中气泡冒出快慢来确定制氧速率/润湿氧气 【详解】（1）实验室用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应条件是常温，反应物状态是固体和液体，故可选择固液常温型装置（B），碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，据此可以写出符号表达式：CaCO3＋HCl → CaCl2＋H2O＋CO2 ；D装置可用于收集不易溶于水且不与水反应的气体，如氧气（不易溶于水）、氢气（难溶于水）。 （2）二氧化碳不支持燃烧，不能燃烧，用C装置收集二氧化碳，验证二氧化碳是否收集满的方法是：将燃着的木条放到瓶口，木条熄灭，二氧化碳已满。 （3）过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，据此可以写出符号表达式：。 （4）制氧试剂选用固体而不用过氧化氢溶液的原因是：液体容易洒出，固体试剂方便携带。 （5）便携式制氧机发生化学变化，分子筛制氧机利用分子的大小不同进行制氧，该过程没有生成新物质，发生物理变化。 （6）反应仓中生成的氧气先通入到过滤仓的水中，故水的作用是可通过观察水中气泡冒出快慢来确定制氧速率，或者润湿氧气。 15．（25-26九年级上·内蒙古赤峰·期末节选）某校实践小组的同学在老师的帮助下，对制氧机需求场景、类型、原理及自制供氧器等展开了如下项目化学习实践活动。 任务二：探究化学药剂制氧原理 某款化学药剂制氧机的工作原理是过碳酸钠加水溶解，会分解生成和，在二氧化锰催化下迅速产生氧气。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。 【构建模型】小组同学将了解到的工作原理构建模型如图所示： 【小组讨论】 (3)该制氧机的过滤仓里水的作用是_________。 【进行实验】 (4)为探究该制氧机的反应原理，小组同学进行如下实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①向试管中加入少量过碳酸钠，加水溶解，将带火星的木条伸入试管中 带火星的木条不复燃 二氧化锰是该反应的催化剂 ②向①实验后的试管中加入少量二氧化锰，再将带火星的木条伸入试管中 产生大量气泡，_______。 【反思评价】 (5)小明同学认为结论不严谨，理由是____________。 任务三：设计并制作简易供氧器 【设计制作】小组同学结合已学知识，根据已有条件设计简易供氧器，如图所示，并进行实验（装置气密性良好）。 【结果分析】 (6)实验没有达到预期效果，原因是____________。 (7)通过学习，同学们进一步认识到氧气与人体健康的密切关系，体会到选择制氧机需根据需求的场景，制作供氧器需考虑____________（写一点即可）等因素。 【答案】 (3)观察氧气生成速率（或过滤带出的固体杂质、给氧气降温等合理即可得分） (4)带火星的木条复燃 (5)还需证明二氧化锰在反应前后质量和化学性质不变 (6)导气管伸入过氧化氢溶液中，气体不能导出（说法合理即可） (7)原料易得（或安全可靠，或方便携带，或试剂用量合理，或速率适中，或操作简单，或成本较低，说法合理即可） 【详解】 （3）过滤仓的水可以湿润输出的氧气，也可通过气泡观察氧气生成速率，还能过滤带出的固体杂质、给反应后温热的氧气降温，答出一点合理即可。 （4） 二氧化锰加快过氧化氢分解，产生大量氧气，能使带火星的木条复燃，对应现象为带火星的木条复燃。 （5） 催化剂需要满足三个条件：改变反应速率、反应前后质量不变、反应前后化学性质不变；该实验只验证了二氧化锰能改变反应速率，没有验证其质量和化学性质在反应前后是否改变，因此结论不严谨。 （6） 观察简易装置可知，左侧反应瓶的导管末端伸入反应液面下，反应产生的氧气无法通过导管导出到右侧，因此无法顺利输出氧气，达不到预期效果，描述合理即可。 （7） 制作供氧器需要考虑的因素很多，如装置气密性、原料是否易得、反应速率是否合适、成本、便携性等，答出一点合理即可。 16．（25-26九年级下·黑龙江绥化·期中）通过化学学习，你已经掌握实验室制取气体的有关规律，请结合下图回答问题： (1)仪器①的名称_____。 (2)实验室用过氧化氢制取氧气的符号表达式为_____，应选用的发生装置是_____。（填字母序号）。小戴同学选用C装置收集氧气，验满的方法是_____。 (3)甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体。实验室用加热无水醋酸钠固体和碱石灰固体制取并收集甲烷。应选择的装置组合是_____（填装置序号，从A—D中选择）；若用F装置收集较为干燥的甲烷，则气体应从_____进（填⑥或⑦）。 (4)兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线、所示。 ①结合实验和曲线、分析，两种催化剂中催化效率更高的是_____。 ②曲线、最终达到相同的压强，说明催化剂不会改变_____。 (5)兴趣小组利用过氧化氢分解产生氧气的原理，自制了如图的家庭简易制氧机。 ①利用可以抽拉的线绳，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）。 ②若想监测产生氧气的气流速度，中有一处不足之处，你的改进措施是将_____（填“a”或“b”）端导管伸入水面下。 【答案】(1)酒精灯 (2) B 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已满 (3) AD ⑥ (4) 猪肝块 生成氧气的总量（或最终产生氧气的质量） (5) 可以控制反应的发生与停止（或控制反应速率，节约药品） a 【详解】（1）见答案。 （2）过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，符号表达式见答案。 该反应为固液常温型，故发生装置选B。 C装置为向上排空气法收集氧气，验满时需将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已满。 （3）制取甲烷用加热无水醋酸钠和碱石灰固体，属于固固加热，发生装置选A。甲烷密度小于空气且难溶于水，但排水法收集的气体潮湿，要收集干燥甲烷应选用向下排空气法，即D装置。故装置组合为AD。 F装置中，因为甲烷密度比空气小，会聚集在上方，要收集干燥的气体应使用向下排空气法，从短管（⑥）进入将空气从长管排出。 （4）①由实验曲线可知，猪肝块作催化剂时反应速率更快，故催化效率更高的是猪肝块。 ②最终压强相同说明生成氧气总量相等，即催化剂不能改变生成物的质量或不能改变反应产生的氧气总量。 （5）①通过抽拉线绳可以使二氧化锰与过氧化氢溶液接触或分离，从而控制反应的发生与停止（或控制反应速率）。 ②要监测气流速度，需观察气泡产生速率，因此应将进入水中的导管伸入水面下，即改进措施是将a端导 迁移创新 17．（2026·贵州贵阳·二模）化学是一门以实验为基础的学科。结合实验装置图，回答下列问题。 (1)仪器a的名称______。 (2)用高锰酸钾制取氧气时，应选择的发生和收集装置是____(填字母序号)，反应的符号表达式为_______。 (3)利用图2所示的实验装置制取二氧化碳气体，E中发生反应的符号表达式为______；G装置的作用是_______。 (4)为保障鱼类存活，应急供氧装置可用于短时间快速增氧，下表是三种常用制氧剂的相关信息。 制氧剂 产品名称 主要成分及性质 反应原理 A 粒粒氧 过碳酸钠：固体，易溶于水化学式为 遇水分解产生氧气 B 煤矿氧自救生氧剂 超氧化钾：固体，能与水反应，化学式为 (氢氧化钾腐蚀性极强) C 航空氧烛生氧剂 氯酸钠：固体，化学式为 ①从操作便捷性与安全角度，最适合鱼塘应急供氧的制氧剂是_______(填字母序号)。 ②将过碳酸钠直接加入水中，反应初期水体碱性较强，不利于鱼类生存。为解决上述问题，可设计模拟装置如图3所示。将过碳酸钠装入纱布包中，使产生的氧气先通入盛有水的饮料瓶，该装置的作用是_______(写一条即可)。 ③选择鱼塘应急制氧剂，需考虑的因素有______(填字母序号)。 A．生成物有无腐蚀性  B．制氧剂价格高低  C．是否改变水体酸碱性  D．制氧剂颜色状态 【答案】(1)锥形瓶 (2) AC (3) CaCO3＋HCl → CaCl2＋H2O＋CO2 检验生成的二氧化碳 (4) A 溶解吸收随氧气带出的碱性物质，避免鱼塘水体碱性过高危害鱼类。 ABC 【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是锥形瓶； （2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气为固体加热型反应，发生装置选A，氧气密度比空气大，收集装置可选C向上排空气法，则应选择的发生和收集装置是AC，反应的符号表达式为； （3）实验室常用大理石（主要成分碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的符号表达式为CaCO3＋HCl → CaCl2＋H2O＋CO2 ，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验室可用澄清石灰水检验二氧化碳，则G装置的作用是检验生成的二氧化碳； （4）从操作便捷性与安全角度，C需要加热，操作复杂、不安全，B生成的氢氧化钾有强腐蚀性，A类制氧剂（过碳酸钠）遇水分解产生氧气，操作简单，无强腐蚀性物质生成，所以最适合鱼塘应急供氧的制氧剂是A； 题干中说明：过碳酸钠反应初期会使水体碱性过强，氧气先通入水可以溶解吸收随氧气带出的碱性物质，避免鱼塘水体碱性过高危害鱼类。 A.生成物有无腐蚀性，有腐蚀性会危害鱼类，需要考虑，故A符合题意； B.制氧剂价格高低，应急使用需考虑成本，需要考虑，故B符合题意； C.是否改变水体酸碱性，改变酸碱性会影响鱼类生存，需要考虑，故C符合题意； D.制氧剂颜色状态，颜色状态不影响供氧效果，不需要考虑，故D不符合题意。 18．（2026·河南商丘·模拟预测）某化学项目小组的同学在老师的指导下开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动。 【项目一】自制简易化学“制氧机” 项目学习小组在学习了实验室制取氧气的原理后，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图所示。其中药品A是白色的过碳酸钠，遇水会分解出，药品B是黑色的二氧化锰粉末。 (1)保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子。下列物质中含有氧分子的是_______(填字母)。 a．二氧化碳    b．过氧化氢    c．液氧    d．高锰酸钾 (2)将注射器中的水注入甲塑料瓶中，过一会儿有大量的气泡产生，写出检验该气体的方法：_______________________；乙塑料瓶中水的作用是_________________(写一条)。 【项目二】氧气自救呼吸器的原理 图1是消防员进入火场携带的一种隔绝式个人呼吸防护装备，它不依赖外界环境空气，而是通过自身携带的化学药剂(生氧剂)产生氧气，为使用者提供一个完全独立、洁净的呼吸环境。图2是该氧气自救呼吸器的结构图。 (3)氧气自救呼吸器核心的技术是利用超氧化钾()与人体呼出的水蒸气和二氧化碳反应，快速生成氧气。上述反应均为剧烈的放热反应，导致产生的气体温度很高(可达60~80℃)。的作用是____________。 【答案】(1)c (2) 将带有火星的木条放在乙瓶导管口，若带有火星的木条复燃，则是氧气 观察氧气产生的速率(或湿润产生的氧气等合理即可) (3) 吸收人体呼出的水蒸气和二氧化碳，同时产生氧气(合理即可) 【详解】（1）液氧为氧气的液化状态，因此含有氧分子，选c。 （2）检验氧气用带火星的木条，复燃即为氧气； 供氧器生成的气体温度较高，水可以给气体降温，答案合理即可。 （3）根据化学式可知该物质可吸收水和二氧化碳，生成氧气，答案合理即可。 19．（25-26九年级上·广东茂名·期末）如图是实验室制取氧气的实验装置 (1)写出标有字母a的仪器的名称：_________。 (2)图中制取氧气的化学符号表达式是_________。 (3)图中实验时长颈漏斗必须伸入液面以下的目的是_________。 某项目小组从制氧剂选择和装置优化等方面开展简易供氧器设计和制作的跨学科实践活动。 【查阅资料】 (4)患有呼吸系统疾病、有高原反应的人以及孕妇等需要用到供氧器，说明氧气的用途是_________。 (5)下表中生产1kg氧气所需成本最低的制氧剂是_________（填标号）。 制氧剂 生产1kg氧气所需成本 30%过氧化氢溶液 约13元 氯酸钠 约11元 高锰酸钾 约148元 A．30%过氧化氢溶液 B．氯酸钠 C．高锰酸钾 (6)利用数字化传感器测出5%过氧化氢溶液和过碳酸钠（固体）分别产生氧气的曲线（如下图），结合图像及药品状态分析，家用制氧机选择过碳酸钠作制氧剂而不选择5%过氧化氢溶液的理由是_________。 【实验设计】甲同学设计了如图-1所示简易供氧器。 (7)利用注射器控制过氧化氢溶液的滴加速率，可以达到_________的目的。 【实验改进】乙同学对上述简易供氧器进行了如图-2所示改进。具体改进措施及目的如下： (8)将等质量的二氧化锰粉末处理成颗粒状的二氧化锰，通过减小过氧化氢溶液与二氧化锰的接触面积，达到_________的目的。 (9)将底部有孔的塑料瓶与铜丝相连，并将颗粒状的二氧化锰放入其中，上下移动铜丝，通过控制过氧化氢溶液与二氧化锰是否接触，达到_________的目的。 【答案】(1)集气瓶 (2) (3)防止生成的气体从长颈漏斗逸出 (4)供给呼吸 (5)B (6)相同时间内，过碳酸钠比5%过氧化氢产生氧气的体积更多，过碳酸钠是固体，便于携带、运输或储存（合理即可） (7)控制反应速率 (8)减慢反应速率 (9)控制反应的发生和停止 【详解】（1）据图可知，仪器a的名称是：集气瓶； （2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的符号表达式为：； （3）如果长颈漏斗不伸入液面以下，生成的氧气会从长颈漏斗逸出，所以长颈漏斗必须伸入液面以下的目的是防止生成的气体从长颈漏斗逸出； （4）氧气能供给呼吸，可用于供氧器； （5）由表中数据可知，表中生产1kg氧气所需成本最低的制氧剂是氯酸钠；故选B； （6）由图可知，相同时间内，过碳酸钠比5%过氧化氢产生氧气的体积更多，且过碳酸钠是固体，便于携带、运输或储存； （7）利用注射器控制过氧化氢溶液的滴加速率，从而控制反应速率； （8）将等质量的二氧化锰粉末处理成颗粒状的二氧化锰，通过减小过氧化氢溶液与二氧化锰的接触面积，达到减慢反应速率的目的； （9）将底部有孔的塑料瓶与铜丝相连，并将颗粒状的二氧化锰放入其中，上下移动铜丝，通过控制过氧化氢溶液与二氧化锰是否接触，达到控制反应的发生和停止的目的。 20．（2026·广东深圳·模拟预测）供氧自救器和呼吸面具可用于生产生活中遇到有害气体时的应急自救，小科和社团同学研究了它们的工作原理。 活动一：探究供氧自救器 【分析原理】为防止人体吸入有害气体，使用自救器时夹住鼻子，只用嘴呼吸，使气体在“气囊→人体→清洁罐→气囊”间形成循环（如图1所示）。 【交流讨论】 (1)供氧自救器上的氧气瓶贮存着压缩氧气。 (2)清洁罐内部填充氢氧化钙颗粒，可以吸收呼吸释放的，清洁罐的工作原理是___________________（用符号表达式表示）（改编）。 活动二：探究呼吸面具 【分析原理】呼吸面具结构如图2所示，制氧剂主要成分是超氧化钾。已知超氧化钾（）为黄色固体，可分别与、发生反应生成和一种白色固体（碳酸钾或氢氧化钾）。 (3)面具中产生氧气的文字表达式为________________________（任选其一即可）（改编）。 (4)呼吸面罩上有观察窗，其作用是_________________________。使用一段时间后，观察到制氧剂由_____________（填颜色变化）时，则基本失效。 (5)小科认为可将作为深海潜水艇内的制氧剂，请写出其作制氧剂的优点：__________________________。（写一条即可） (6)小科查阅资料发现超氧化钠（）和超氧化钾（）均为黄色固体，化学性质相似，且等质量的超氧化钾和超氧化钠的生氧性能如图3所示。小科依据人正常呼吸时需要生氧药品的生氧速度不低于1 L/min，结合自救呼吸器的结构和生氧药品的生氧性能，选取了作为生氧药品。选取的优点是__________________________。 【答案】 (2)CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (3)超氧化钾+ 二氧化碳 → 氧气+碳酸钾（或超氧化钾+二氧化碳 → 氧气+氢氧化钾） (4) 观察制氧剂是否变质 黄色变为白色 (5)超氧化钾可以和人体呼出气体反应生成氧气，资源利用率较高（合理即可） (6)生氧速度平稳，持续时间长，能在较长时间内满足人正常呼吸对氧气的需求 【详解】 （2）清洁罐中吸收生成和，符号表达式为CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O （3）超氧化钾（）为黄色固体，可分别与、发生反应生成和一种白色固体（碳酸钾或氢氧化钾），故反应表达式为：超氧化钾+ 二氧化碳 → 氧气+碳酸钾（或超氧化钾+二氧化碳 → 氧气+氢氧化钾）。任写一个即可。 （4）观察窗的作用是观察制氧剂是否变质。为黄色固体，反应后生成（白色）或（白色），颜色由黄色变为白色时基本失效。 （5）作为制氧剂的优点是能和人体呼出气体反应生成氧气，资源利用率较高。 （6）由图可知，的生氧速度平稳，持续时间长，能在较长时间内满足人正常呼吸对氧气的需求，故选择作为生氧药品。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $