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

人教版九年级上册 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 1 了解需求 1 获取信息 2 设计制作 3 学习内容导览 2 1. 进一步巩固对氧气性质和实验室制取氧气的原理与装置的认识。 2. 了解实现物质定量转化的方法。 3. 综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题。 重点：供氧器的工作原理和组成特点。 难点：依据特定场景的实际需求，设计制作简易供氧器。 素养锚定·课标定位 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。 我们能不能利用生活中的材料和相关试剂，设计和制作一个简易供氧器呢? 情境导入·问题启思 了解需求 01 5 一、了解需求 问题一 哪些人群在哪些场景或地域会用到供氧器，相应的供氧器应具有怎样的特点？ 高原吸氧 优点：随身可携带，氧气纯度高。适合临时应急、高原出行、户外短暂缺氧备用。 不足：成本较高；一次性使用。不适合慢性病需要每天长时间吸氧的病人。 便携式吸氧瓶 分层研学·探理悟新 一、了解需求 问题一 哪些人群在哪些场景或地域会用到供氧器，相应的供氧器应具有怎样的特点？ 家用保健 优点：便利，可以长时间持续供氧，制氧成本低。适合居家长期氧疗、病人每天定时吸氧。 不足：需要通电，不方便移动。不适合外出携带。 家庭制氧机 分层研学·探理悟新 一、了解需求 问题一 哪些人群在哪些场景或地域会用到供氧器，相应的供氧器应具有怎样的特点？ 病人吸氧 优点：氧气纯度高；有医生的指导，更专业。适合急救备用。 不足：存放使用有高压安全要求。长期连续使用费用较高。 医用供氧器 分层研学·探理悟新 一、了解需求 问题一 哪些人群在哪些场景或地域会用到供氧器，相应的供氧器应具有怎样的特点？ 鱼缸增氧 优点：提高溶氧量，减少水温不一致，净化水质。 不足：寿命短，耗电能力强，噪音比较大。 充氧增氧泵 分层研学·探理悟新 获取信息 02 10 二、获取信息 问题一 查阅资料，了解目前商业化供氧器的类型有哪些？ 分子筛制氧机 膜分离富氧制氧机 化学试剂制氧机 分层研学·探理悟新 二、获取信息 问题二 结合本组的目标，阅读有参考价值的供氧器的说明书，尝试进行实物演示与拆解，了解其组成、结构、工作原理和操作方法？ 分层研学·探理悟新 二、获取信息 问题三 比较其与实验室制取氧气在制氧原理、收集方法、仪器装置等方面的异同，综合运用多学科知识分析原因，总结供氧器的工作原理和组成特点？ 实验室制取氧气的一般思路 加热KMnO4 分解 H2O2 明确反应原理 选择反应装置 发生装置 收集装置 反应物状态和反应条件 O2的密度和溶解性 分层研学·探理悟新 二、获取信息 问题三 比较其与实验室制取氧气在制氧原理、收集方法、仪器装置等方面的异同，综合运用多学科知识分析原因，总结供氧器的工作原理和组成特点？ 供氧器的工作原理 反应仓 加湿仓 导气管 使反应液与催化剂接触，产生氧气 对产生的氧气进行洗涤和加湿，更有利于人体呼吸 输送氧气 分层研学·探理悟新 设计制作 03 15 三、设计制作 问题一 根据使用要求和已有条件，选择合适的制氧原理，设计供氧器的组成和结构，绘制设计图，通过计算确定相关试剂的用量，制作简易供氧器？ 制氧剂 化学方程式 使用分析 双氧水和二氧化锰制氧气 加热高锰酸钾 水在直流电的作用下分解 2H2O2 2H2O + O2↑ 2KMnO4 == K2MnO4+MnO2+O2↑ △ 2H2O === 2H2↑+O2↑ 通电 反应条件常温、产物环保，但 见光易分解，不易储存和取用 反应条件加热，安全性不高 反应条件通电，安全性不高 制氧原理 分层研学·探理悟新 三、设计制作 问题一 根据使用要求和已有条件，选择合适的制氧原理，设计供氧器的组成和结构，绘制设计图，通过计算确定相关试剂的用量，制作简易供氧器？ 设计图 分层研学·探理悟新 三、设计制作 问题一 根据使用要求和已有条件，选择合适的制氧原理，设计供氧器的组成和结构，绘制设计图，通过计算确定相关试剂的用量，制作简易供氧器？ 计算用量 标准状况下，氧气的密度为1.43g/L，如果要供给正常健康人连续吸氧10分钟，制氧的气流量约为350mL/min，产生的氧气纯度约为99.5%，大约需要过氧化氢多少克? 解：产生氧气的质量=1.43 g/L×10 min×0.35 L/min×99.5% ≈ 5 g 设大约需要过氧化氢的质量为x。 2H2O2 2H2O + O2↑ MnO2 68　　　 　 32 x　　 5g ＝，x＝10.6g 答：大约需要过氧化氢的质量为10.6 g。 分层研学·探理悟新 三、设计制作 问题二 对产品进行试验，了解其供氧效果，并对试验结果进行分析，从工程技术角度进一步优化产品，编写自制供氧器的使用说明书？ （1）反应仓内应加入自来水（凉水），严禁使用热水。 （2）反应仓加水后，先投入A剂，再投入B剂。每次供氧停止后，将反应残液倒空清洗。供水困难时，可在残液冷却时，补充A剂（不加B剂）连续供氧。 说 明 书 分层研学·探理悟新 跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器 了解需求 获取信息 设计制作 适用对象 使用环境 供氧器类型 供氧器工作原理 选择供氧原理 设计供氧器 体系梳整·认知升华 1．一台“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 D 当堂诊学·成效校验 2．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 A 当堂诊学·成效校验 3．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 C 当堂诊学·成效校验 4．如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 C 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 人教版九年级上册 25 $