第2章跨学科实践活动1制作简易供氧器导学案--2026-2027学年九年级化学沪教版上册

《跨学科实践活动 1 制作简易供氧器》导学案 版本 沪教版 化学观念上认识常见制氧药品的制氧特性，知晓氧气制备的生活化应用原理。 科学思维依托装置设计、方案对比，建立原理与实操的关联，学会分析装置优劣。 科学探究全程参与供氧器设计、制作、检验与优化实操。 科学态度与责任树立安全实验、绿色环保理念，体会化学服务生活、保障健康的实用价值。 二、教学重点与难点 教学重点为掌握简易供氧器的制氧核心原理，熟悉装置基本结构与组装逻辑，熟练完成装置气密性检验和基础制作操作。 教学难点是结合生活实际需求优化装置结构，平衡供氧稳定性、安全性与便携性，实现化学实验原理向生活化实用装置的转化，学会迭代改进装置缺陷。 三、教学内容设计 课前预习 （一）预习目标 1. 梳理实验室制取氧气的常用药品、基本思路和核心特点，区分不同制氧方式的适用场景。 2. 了解生活中供氧设备的用途、基本结构和工作逻辑，明确简易供氧器的制作要求。 3. 知晓实验操作的基础安全规范，初步掌握装置气密性检查的基础方法。 4. 结合物理工程常识，初步思考便携、安全、高效供氧装置的设计要点。 （二）预习填空题 1. 生活中供氧设备常应用于医疗急救、高原出行、密闭空间供氧等场景，核心作用是持续稳定提供________。 2. 实验室制取氧气的核心思路是利用特定物质的变化获取氧气，常用的制氧相关药品包含过氧化氢、高锰酸钾、氯酸钾等，其中适合制作简易便携供氧器的是________。 3. 完好的气体实验装置必须具备良好的________，防止气体泄漏，影响使用效果。 4. 简易供氧器的核心组成分为两部分，分别是产生氧气的________和净化、导出氧气的________。 5. 制作生活化供氧装置，需满足的基本要求有气密性良好、操作简单、________、________、绿色环保。 （三）预习判断题 1. 所有实验室制氧的药品都适合制作便携式简易供氧器。（） 2. 简易供氧器只需能产生氧气即可，无需考虑气体净化问题。（） 3. 装置漏气会导致供氧效果变差，无法稳定输出氧气。（） 4. 优化供氧装置可以从药品用量、装置结构、气体流向等方面入手。（） （四）预习简答题 1. 对比实验室制氧装置和家用供氧设备，说说二者在使用场景、结构复杂度上的主要区别。 2. 结合生活常识，思考简易供氧器在制作和使用过程中需要注意哪些安全问题。 教学过程：课中探究案 模块一 制氧原理与药品选择探究 基础填空题 1. 便携式简易供氧器多选用过氧化氢搭配二氧化锰作为制氧原料，相较于其他制氧药品，其突出优势是反应条件温和、________、产物无污染。 2. 二氧化锰在制氧过程中起到催化作用，能够加快氧气生成速率，自身的________和化学性质在反应前后不会发生改变。 3. 部分家用制氧产品采用过碳酸钠作为制氧剂，该物质遇水可发生变化释放氧气，兼具________和安全性，适合生活化场景使用。 4. 制氧药品的选择需要综合考量反应速率、操作难度、________、环保性和便携性五大核心因素。 5. 常温下即可进行的制氧反应更适合简易供氧器，无需加热、加压等特殊条件，能够降低________和操作门槛。 基础选择题（单选） 1. 下列制氧相关原料中，最适合制作便携式简易供氧器的是（） A. 高锰酸钾 B. 氯酸钾 C. 过氧化氢溶液 D. 固态氧气 2. 选择生活化制氧药品，首要考虑的核心因素是（） A. 药品价格 B. 反应条件与安全性 C. 药品储存难度 D. 反应速率快慢 3. 催化剂在简易制氧过程中的主要作用是（） A. 增加氧气生成总量 B. 加快制氧反应速率 C. 改变反应产物 D. 保证反应持续进行 4. 过碳酸钠作为家用制氧剂的核心优点是（） A. 反应速度极快 B. 便于储存、携带，使用便捷 C. 可反复使用 D. 无需搭配其他试剂 进阶判断题 1. 二氧化锰可以无限次循环用于过氧化氢制氧反应。（） 2. 制氧反应速率过快会导致氧气溢出过快，不利于人体正常吸氧。（） 3. 所有能够产生氧气的物质都可以作为简易供氧器的制氧原料。（） 4. 相较于高温制氧方式，常温制氧更适配生活化简易供氧装置。（） 进阶简答题 1. 分析过氧化氢制氧适配简易供氧器的核心原因，从反应条件、操作、环保三个角度作答。 2. 为什么不选用高锰酸钾加热制氧的方式制作便携式家用供氧器？请结合实际使用场景分析。 3. 简述催化剂在简易制氧实践中的应用价值，说明其对供氧效果的影响。 模块二 供氧器装置结构与原理探究 本模块围绕简易供氧器的装置结构、各部件功能、气体流向展开探究，通过习题掌握装置组装逻辑、气密性检验方法，厘清装置各部分的作用，突破装置搭建的核心难点。 基础填空题 1. 完整的简易供氧器主要包含制氧反应装置、________、氧气导出装置三大部分。 2. 供氧器中的洗气装置可以去除氧气中混有的杂质，同时能够________，避免干燥氧气直接吸入刺激呼吸道。 3. 良好的装置气密性是供氧器正常工作的前提，气密性不佳会导致________，降低供氧效率。 4. 简易供氧器的气体流向需遵循________的原则，保证气体充分净化、平稳导出。 5. 生活中可用于制作简易供氧器的替代材料有塑料瓶、________、橡胶导管等，取材便捷、成本低廉。 基础选择题（单选） 1. 简易供氧器中洗气装置的主要作用是（） A. 加快制氧速度 B. 净化、湿润氧气 C. 储存氧气 D. 防止装置漏气 2. 检验简易供氧器气密性的核心目的是（） A. 提升制氧速率 B. 保证氧气稳定输出，无泄漏 C. 净化氧气 D. 延长装置使用寿命 3. 下列材料中，不适合制作简易供氧器反应容器的是（） A. 硬质塑料瓶 B. 玻璃瓶 C. 密封纸盒 D. 透明塑料罐 4. 简易供氧器设计中，控制供氧平稳的关键结构是（） A. 密封瓶盖 B. 洗气缓冲结构 C. 导管接口 D. 反应容器 进阶选择题（多选） 1. 简易供氧器设计制作需要满足的要求有（） A. 气密性良好 B. 供氧速率平稳 C. 操作安全便捷 D. 结构轻便易携带 2. 导致简易供氧器供氧效果差的可能原因有（） A. 装置漏气 B. 无洗气缓冲结构 C. 药品用量不当 D. 气体流向错误 进阶判断题 1. 简易供氧器可以省略洗气装置，直接导出氧气使用。（） 2. 装置组装完成后，必须先检验气密性，再加入药品进行制氧实验。（） 3. 导管插入过浅会导致气体无法正常导出，影响供氧效果。（） 4. 生活废旧材料改造的供氧装置无需检查气密性，可直接使用。（） 实验探究简答题 1. 简述简易供氧器气密性检查的完整操作思路和判断标准。 2. 分别说明供氧器中反应装置和洗气装置的核心功能，二者缺一不可的原因是什么？ 3. 若组装后的供氧器出现氧气输出过快、气流急促的问题，分析可能的装置原因并给出改进方案。 模块三 装置制作、实操与故障排查探究 本模块结合动手实操场景，通过习题梳理简易供氧器的制作流程、操作规范、常见故障及排查方法，强化实操能力，培养问题分析与解决思维，落实科学探究素养。 基础填空题 1. 简易供氧器制作的基本流程为设计草图、________、气密性检验、添加药品、试运行、优化改进。 2. 添加制氧药品时，应先加入固态催化剂，再加入________，保证反应平稳启动。 3. 供氧器试运行时，需观察________、气流稳定性、装置密封情况，判断装置是否合格。 4. 若供氧器无氧气导出，最常见的两种故障原因是装置漏气和________。 5. 制氧过程中若气流过于平缓、供氧不足，可适当调整________，优化反应速率。 基础选择题（单选） 1. 简易供氧器制作的正确操作顺序是（） A. 组装装置→查气密性→加药品→试运行 B. 加药品→组装装置→查气密性→试运行 C. 组装装置→加药品→查气密性→试运行 D. 查气密性→组装装置→加药品→试运行 2. 制氧过程中装置出现轻微漏气，正确的处理方式是（） A. 继续使用 B. 停止实验，重新密封组装 C. 增加药品用量 D. 晃动装置促进反应 3. 下列操作会导致简易供氧器供氧不稳定的是（） A. 装置密封完好 B. 药品添加过量或过少 C. 导管连接紧密 D. 设有洗气缓冲结构 进阶判断题 1. 制作简易供氧器时，材料拼接缝隙无需严格密封，不影响使用。（） 2. 试运行发现供氧效果不佳，可通过调整装置结构、药品配比进行优化。（） 3. 制氧结束后，可直接拆解装置，无需清理残留药品。（） 4. 小组合作制作装置时，合理分工、规范操作能提升成品合格率。（） 实操分析简答题 1. 小组制作的简易供氧器试运行时，无氧气持续导出，请列举三种可能的故障原因，并对应写出排查解决方法。 2. 在装置制作过程中，哪些操作不当会导致供氧速率过快，不利于正常吸氧？如何改进？ 3. 简述简易供氧器制作完成后的验收标准，从气密性、供氧效果、安全性三个维度说明。 参考答案 （一）课前预习案答案 填空题 1. 氧气 2. 过氧化氢 3. 气密性 4. 反应装置、洗气装置 5. 供氧稳定、安全便携 判断题 1. × 2. × 3. √ 4. √ 简答题 1. 场景：实验室装置用于实验探究，家用设备用于日常应急、医疗供氧；结构：实验室装置结构固定、功能单一，家用设备结构精简、便携实用、适配生活场景。 2. 避免装置破损漏气、禁止近距离接触明火、规范添加药品、防止药品接触皮肤、试运行时平稳操作。 （二）课中探究案答案 模块一 制氧原理与药品选择探究 填空题：1. 无需加热 2. 质量 3. 便携 4. 成本 5. 安全风险 选择题：1. C 2. B 3. B 4. B 判断题：1. × 2. √ 3. × 4. √ 简答题：1. 反应在常温下进行，无需额外加热设备，操作简单；药品取用便捷，反应可控；反应产物无污染，绿色安全，适合生活化使用。 2. 高锰酸钾制氧需要加热，操作复杂，存在高温安全隐患，装置体积大、不便携带，不符合简易、便携、安全的家用供氧需求。 3. 催化剂可平稳调控制氧反应速率，避免反应过快或过慢，保证供氧持续稳定，适配人体吸氧需求，提升装置实用性。 模块二 供氧器装置结构与原理探究 填空题：1. 洗气净化装置 2. 湿润氧气 3. 氧气泄漏 4. 低进高出 5. 玻璃导管 单选选择题：1. B 2. B 3. C 4. B 多选选择题：1. ABCD 2. ABCD 判断题：1. × 2. √ 3. √ 4. × 简答题：1. 组装装置后，将导管末端放入水中，按压装置外壁，若导管口有气泡冒出，松手后导管内形成稳定水柱，说明气密性良好，反之则漏气。 2. 反应装置负责发生化学反应、持续产生氧气，是供氧的核心；洗气装置净化氧气、湿润气流、缓冲供氧速率，提升使用舒适度和安全性，缺少任一结构都会导致装置无法正常使用。 3. 原因：无洗气缓冲结构、导管插入过深、药品配比不合理；改进：增设洗气缓冲装置，调整导管插入深度，合理搭配药品用量，平缓气流。 模块三 装置制作、实操与故障排查探究 填空题：1. 组装装置 2. 过氧化氢溶液 3. 气泡产生情况 4. 药品失效/药品配比不当 5. 药品用量、反应条件 单选选择题：1. A 2. B 3. B 判断题：1. × 2. √ 3. × 4. √ 简答题：1. 故障一：装置漏气，排查密封缝隙，重新密封组装；故障二：药品失效，更换全新制氧药品；故障三：导管堵塞或弯折，梳理、清理导管，保证气体通畅。 2. 不当操作：一次性添加过多药品、未设置缓冲结构、催化剂用量过多；改进：分次适量添加药品，增设洗气缓冲结构，合理控制催化剂用量，平稳供氧速率。 3. 气密性：装置密封完好，无漏气现象；供氧效果：气泡均匀持续，气流平稳，氧气输出稳定；安全性：装置无破损、无药品渗漏，操作无安全隐患。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $