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跨学科实践活动1 制作简易供氧器
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，药品B是一种黑色粉末状催化剂，回答1~2小题。
1．生活用品可以代替一些化学仪器。本实验利用了塑料瓶、注射器、吸管、输液管等进行实验，在该实验中相关说法错误的是（ ）
A．B是二氧化锰 B．塑料瓶相当于锥形瓶
C．吸管相当于玻璃棒 D．注射器相当于分液漏斗
2．下列与制作简易供氧器项目有关说法错误的是（ ）
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．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧
3．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
4．下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．反应仓的药品可以是氯酸钾和二氧化锰 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
5．下图是实验小组用双氧水和二氧化锰自制的简易供氧器，该供氧装置工作时需要考虑的因素有 （填序号）。
①装置的气密性 ②容器材质的承压能力 ③双氧水浓度
6．（2024·广东东莞·一模）具备基本化学实验技能是学习化学的基础和保证。在化学实验操作中，小明抽取了制作简易供氧器试题。可供选择的实验药品有KMnO4、H2O2溶液、MnO2、过碳酸钠、蒸馏水等，部分相关实验装置如图所示。
【资料】过碳酸钠遇水会分解产生Na2CO3和H2O2；Na2CO3易溶于水。
【操作】在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。
【现象】左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热，说明该反应 (填“放热”或“吸热”)；右瓶水中导管口有气泡冒出。
【评价】右瓶中水的作用是 。(写一个即可)
7．（2024·山东烟台·一模）氧疗能起到较好的呼吸支持作用，纠正各种原因造成的缺氧。如右图中1.0版所示，利用饮料瓶、吸管等废旧物品制作简易供氧器。
（1）通过观察1.0版洗气装置中的 现象判断氧气的流速。
（2）简易供氧器的迭代优化，从使用角度考虑，优化后3.0版供氧器的优点 （写一点即可）。
1．（2024·山西吕梁·三模）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．（2024·广东广州·二模）某兴趣小组设计出的简易供氧器如图，下列说法错误的是（ ）
A．反应仓的药品可以是过氧化氢溶液和二氧化锰
B．加湿仓的目的是湿化氧气，减少对鼻腔的刺激
C．通过观察加湿仓排出气泡的量确定是否需要添加药品
D．该装置具有的优点是即用即反应、随停即可停
3．学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。在研究了某品牌制氧机的装置原理（图1）后，利用身边物品自制了如图2所示的简易供氧器。
资料：制氧机反应原理
请回答下列问题：
(1)与真实产品对比，自制简易供氧器的加湿仓是图2中的装置①，其作用是 。
(2)为了更好的发展产品，小组成员做了多组实验研究对于不同人群及不同环境的药品用量，以便针对吸氧速度的不同要求提供不同的用量，实验数据见下表：
药品用量和温度对反应速率的影响
实验序号 过碳酸钠的质量 二氧化锰的质量 收集100mL氧气所用的时间/s 温度℃ 反应速率mL/s
① 10g 0.3g 36.59 26 2.73
② 20g 0.3g 11.67 26 8.56
③ 108 0.3g 22 41 4.54
Ⅰ．比实验 （填数字序号），可以发现当二氧化锰用量、温度保持相同时，过碳酸钠用量越大，收集相同体积氧气所用时间越短，反应速率越快。
Ⅱ．对比实验①③，可以得到的实验结论是 。
4．（2024·福建·模拟预测）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1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，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，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，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)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是 。
(3)图1反应仓中“通道”相当于图2装置中的 （选填“c”或“d”）导管。
活动二 制作简易的家用制氧机
(4)除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如： （写一条）。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3），其中C瓶的作用相当于图1中的 仓。
(5)氧气能从图3瓶C中逸出，是因为氧气 。
5．化学小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。市售制氧器有三种：
(1)一种为便携式制氧器，采用加压液化氧气储存。从微观角度解释便携式制氧器储存氧气的原理： 。
(2)一种为分子型家用制氧器，工作时气体变化的微观示意图如下：空气经过分子筛时氮气被吸附，氧气通过。
①请在方框中画出微粒图示 。
②分离过程中的变化属于 (填“物理”或“化学”)变化。据上图所示工作原理推测氮分子比氧分子体积 (填“大”或“小”)。
(3)还有一种为化学制氧器“氧立得”如图1，工作原理如图2，将过碳酸钠和二氧化锰加入反应仓的水中，发生两个反应：；生成的继续分解产生氧气。图2中，可通过观察加湿过滤仓中 判断氧气排出的速率。
(4)反思与交流：家用制氧器用过碳酸钠而不用过氧化氢溶液的原因是______。
A．过碳酸钠是固体且较稳定，易于携带
B．过氧化氢溶液不稳定，易分解，不易存放
C．过碳酸钠不用加入二氧化锰就能快速产生氧气
6．“圆梦”学习小组开展了“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。请回答问题。
I、探究反应原理
（1）某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠和二氧化锰。已知过碳酸钠溶于水产生过氧化氢和碳酸钠。小组同学用图所示实验装置探究是否有氧气生成。观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃；乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃。
实验结论：有氧气生成且 。
Ⅱ、制作反应装置
（2）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）。
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
III、选择合适供氧剂
过氧化钙（）和过氧化钠（）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。
(6)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 。
1．（2024·广东广州·一模）某校“我与化学”学习小组开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。同学们购买了市售家用制氧剂并进行相关的探究。
I.探究制氧剂反应原理
查阅说明书：制氧剂A是过碳酸钠固体，制氧剂B是二氧化锰。
过碳酸钠(化学式Na2CO4)是白色颗粒状粉末，溶于水后会反应生成过氧化氢和碳酸钠，过氧化氢在二氧化锰的作用下分解产生氧气。
（1）学习小组计划组装一套氧气的制取与过滤的装置：
①装置甲是O2发生装置，请从下列仪器中选出合适的仪器进行组装，需要用到的仪器有 。(填字母)
②装置乙中的蒸馏水有过滤杂质、提高氧气纯度的作用外，还能起到的作用是 。(填字母)
A．判断是否有氧气输出 B．加快氧气的生成速率
C．增大氧气的产量 D．监测气体的流速
Ⅱ.对制氧剂的选择探究
吴同学提出：常温下，过氧化氢溶液也可以快速制氧，为什么不选用过氧化氢溶液而选用过碳酸钠呢？于是该兴趣小组对两者的制氧效率进行探究，并筛选合适的制氧剂。
【查阅资料】
①过氧化氢溶液的稳定性较差，浓度较大时具有一定的腐蚀性。
②过碳酸钠俗称固体双氧水，具有无毒、无臭、无污染、易储存、水溶性好等特点。
【实验探究】
在其他条件相同的前提下，以获得相同体积的氧气设计实验。
实验一：溶质质量相等的四组过氧化氢的制氧效果对比。以做催化剂，记录并处理20min内数据，见图。
实验二：1.41g过碳酸钠四种加水量的制氧效果对比。为与过氧化氢的制氧效果对比，实验中水的添加量与过氧化氢体积保持一致(固体体积忽略不计)。记录并处理20min内数据，见图。
（2）从图中可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是 。
（3）结合图中数据，制氧剂选择过碳酸钠的依据是 。
（4）对比过氧化氢溶液制取氧气，除了上述因素外，选过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优点是 (写一点)。
2．学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。如图家用“氧立得”牌制氧机。
制氧剂药品：过氧化氢溶液、二氧化锰、过氧化钠、过碳酸钠等。
【阅读资料】
①过氧化氢制氧气：过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，并放出热量。
②过碳酸钠制氧气：过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气。该反应过程下能持续放出高纯氧气并放热。
③过碳酸钠是白色固体，化学式为：2Na2CO3·3H2O2
【活动一】认识制氧机
(1)观察窗的作用是 。
(2)加湿仓的作用是 。
【活动二】选择制氧剂
实验一：过氧化氢
小组设计图2实验装置，用不同浓度的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水，锥形瓶中加入0.2gMnO2，注入溶液，记录并处理20min内数据如图3。
(3)检查图2装置气密性的操作是 。（假设导管末端口堵住）
(4)过氧化氢制氧气的文字表达式 。
(5)分析图3中30%H2O2比25%H2O2产氧量少，可能的原因是 。
实验二：过碳酸钠
往锥形瓶中加入一定量的过碳酸钠、0.2gMnO2，再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20min内数据如图4。
(6)过碳酸钠：2Na2CO3·3H2O2属于 （选填“混合物”或“纯净物”）
(7)由图4可得出的结论是 。
【活动三】制作供氧器
(8)综合分析，选用过碳酸钠作制氧剂的理由是 。
(9)学习小组利用身边物品自制了如图5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．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
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共25张PPT)
跨学科实践活动1
制作简易供氧器
01
02
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；
03
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。
活动目标
某肺部疾病患者出院小结
……
建议家庭氧疗
任务引入
1. 便携式制氧机
活动任务
任务一：了解制氧机的种类
活动任务
任务一：了解制氧机的种类
2. 氧烛
氧烛是一种能够在特定条件下通过燃烧产生氧气的化学装置，它的主要成分是氯酸钠（NaClO3），并含有适当的催化添加剂和成型剂等 。当氧烛被点燃后，它能够持续燃烧并放出高纯度的氧气，这种放氧速度快且总放热量很小。一根氧烛大约可以供100个人呼吸1小时，主要用于医疗急救 。
分子筛工作原理主要分为两个部分：分子筛的吸附和解吸过程。在加压时，氮气被吸附，氧气则被收集起来，经过净化处理后成为医用氧气。
活动任务
任务二：了解制氧机的工作原理
1. 便携式制氧机工作原理：分子筛原理
氧烛的工作原理基于氯酸盐高温分解释放氧气的化学反应。最常用的氯酸盐为氯酸钠。
活动任务
任务二：了解制氧机的工作原理
2. 氧烛工作原理：
1. 两类制氧机与实验室制氧气有何联系与区别？
联系：它们都是用来提供氧气的不同技术或方法。
区别：它们的工作原理、使用场合、便携性以及操作的复杂性。
①便携式制氧机和氧烛更侧重于在特定环境下的快速供氧能力，而实验室制氧气则侧重于通过化学反应在控制条件下产生氧气。
②便携式制氧机和氧烛更适合于移动或无电源环境，而实验室制氧则多用于教育和科研环境 。
思考讨论
2. 便携式制氧机是如何控制生成氧气的速率的？
根据医生的处方或个人需要，通过流量控制按钮或按钮设置所需的氧气流量。
思考讨论
3. 从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。
使用效果
安 全
经 济
耐用性
能够提供稳定、连续的氧气供应，满足患者呼吸需求。
配备有多种安全功能，如低氧浓度、低电量等自动警示功能。
使用成本较低，不需要频繁更换氧气瓶。维护简单。
设备设计紧凑，使用高质量的材料和组件，耐用性强。
【便携式制氧机优 点】
思考讨论
3. 从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。
使用效果
安 全
经 济
便携性
能够通过燃烧产生氧气，适合紧急情况下的快速供氧
反应相对稳定，只要正确使用，安全性较高
成本相对较低
体积小、重量轻，便于携带
【氧烛优 点】
思考讨论
3. 从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。
体积和重量
电池续航
相对于氧烛等设备，便携式制氧机的体积和重量较大，携带不如氧烛方便
电池续航时间有限，需要定期充电或更换电池，可能在某些情况下影响使用
【便携式制氧机缺点】
思考讨论
3. 从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。
使用效果
安 全
经 济
耐用性
氧气供应量有限，不适合长时间或大量氧气需求的情况
使用过程中会产生热量，可能会对周围环境造成一定的安全隐患
单次成本低，但不适合频繁或长期使用
一次性使用设备，使用后即废弃，耐用性较低
【氧烛缺点】
思考讨论
4. 氧烛中分解产生氧气的物质类似于氯酸钾，分解过程中需要加热，你认为可能是哪些物质在反应过程中提供了热量？
为了确保整个放氧过程自动完成，通常需要在产氧药块中加入一定量的金属粉末作为燃料（如镁粉、铁粉等），以便产生瞬间高温，促使反应进行 。
思考讨论
如果你做一个简易供氧器，你都需要考虑什么问题？
供氧机器如何设计？
氧气如何制备？
活动任务
任务三：设计并制作一款简易的供氧器
哪些方法能产生氧气？
过氧化氢 水 + 氧气
H2O2 H2O O2
KMnO4
K2MnO4
O2
MnO2
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
氯酸钾 氯化钾 + 氧气
KClO3 KCl O2
水 氢气 +氧气
通电
H2O H2 O2
绿色植物的光合作用
过氧化氢用于制作一款
简易的供氧器可行性最高
活动任务
活动任务
【“氧立得”用法用量】
“氧立得”药品包的化学成分主要为过碳酸钠(A剂)与二氧化锰(B剂)。
使用时，将A剂和B剂先后放入装好水的氧立得制氧器反应仓中，通过导管和鼻塞吸氧。过碳酸钠在水中分解产生氧气。
【“氧立得”药品包】
活动任务
【过碳酸钠】
过碳酸钠俗称固体双氧水，是一种新型的洗涤助剂、纺织和造纸漂白亮剂、医疗制氧剂、消毒杀菌剂等，广泛应用于日化工业、洗涤用品工业、食品工业、纺织工业、医疗卫生等领域。
过碳酸钠的化学式为2Na2CO3.3H2O2，外观为白色、松散、流动性好的颗粒状或粉状固体，具有Na2CO3和H2O2的双重性。过碳酸钠在水中迅速分解为碳酸氢钠和氧气，在稀硫酸中分解，生成定量的过氧化氢。
活动任务
活动任务
【“氧立得”使用说明】
活动任务
【“氧立得”使用说明】
产氧和洗气装置一体化，更方便使用
任务三：设计并制作一款简易的供氧器
活动任务
课堂总结
一台简易供氧器应该具备的要求：
功能性
氧气可制备
可行性
高效性
操作性
其他方面
气密性良好，氧气不泄露
氧气产生速率适当
装置简易，便于使用，界面友好
成本经济，外观好看，环保
谢谢您的观看
THANKS/ 让教学更有效 高效备课 | 化学学科
跨学科实践活动1 制作简易供氧器
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，药品B是一种黑色粉末状催化剂，回答1~2小题。
1．生活用品可以代替一些化学仪器。本实验利用了塑料瓶、注射器、吸管、输液管等进行实验，在该实验中相关说法错误的是（ ）
A．B是二氧化锰 B．塑料瓶相当于锥形瓶
C．吸管相当于玻璃棒 D．注射器相当于分液漏斗
2．下列与制作简易供氧器项目有关说法错误的是（ ）
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．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】1．C 2．B
【解析】1．A、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，且二氧化锰为黑色固体，则B为二氧化锰，该选项说法正确；
B、塑料瓶中可装入较多液体，则相当于锥形瓶，该选项说法正确；
C、图中的习惯相当于导管，而不是玻璃棒，该选项说法错误；
D、注射器可控制液体的滴加速度，则相当于分液漏斗，该选项说法正确。
故选：C。
2．A、乙瓶将氧气通入水中，氧气又从水中逸出，说明氧气不易溶于水，且还可将氧气润湿，该选项说法正确；
B、氧气具有助燃性，而不具有可燃性，不能作燃料，该选项说法错误；
C、根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢，该选项说法正确；
D、夏天鱼缸中溶解氧下降，该装置可将氧气通入水中，则可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧，该选项说法正确。
故选：B。
3．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
【解析】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。
4．下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．反应仓的药品可以是氯酸钾和二氧化锰 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，反应仓的药品不用氯酸钾和二氧化锰，故说法错误，不符合题意；
B、使用前，过渡仓如果注满水，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，故说法错误，不符合题意；
C、过渡仓的原理类似于湿化瓶，反应仓内产生的氧气，进入到过渡仓，过渡仓内的水对氧气有湿化的作用，与排水收集装置不同，故说法错误，不符合题意；
D、过渡仓利用了氧气不易溶于水的物理性质，氧气在过渡仓被水湿化后排出，供人体呼吸，故说法正确，符合题意。
故选D。
5．下图是实验小组用双氧水和二氧化锰自制的简易供氧器，该供氧装置工作时需要考虑的因素有 （填序号）。
①装置的气密性 ②容器材质的承压能力 ③双氧水浓度
【答案】①②③
【解析】①凡是有气体参与或生成的实验都必须保证装置气密性良好，故需要考虑；
②装置内产生气体压强增大，必须考虑容器材质的承压能力，故需要考虑；
③双氧水浓度会影响产生氧气的速率，故需要考虑；
故选①②③。
6．（2024·广东东莞·一模）具备基本化学实验技能是学习化学的基础和保证。在化学实验操作中，小明抽取了制作简易供氧器试题。可供选择的实验药品有KMnO4、H2O2溶液、MnO2、过碳酸钠、蒸馏水等，部分相关实验装置如图所示。
【资料】过碳酸钠遇水会分解产生Na2CO3和H2O2；Na2CO3易溶于水。
【操作】在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。
【现象】左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热，说明该反应 (填“放热”或“吸热”)；右瓶水中导管口有气泡冒出。
【评价】右瓶中水的作用是 。(写一个即可)
【答案】放热 通过气泡观察氧气输出的速率（答案合理即可）
【解析】左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热，说明该反应放热。故填：放热。
氧气不易溶于水，则右瓶中水的作用是通过气泡观察氧气输出的速率。故填：通过气泡观察氧气输出的速率（答案合理即可）。
7．（2024·山东烟台·一模）氧疗能起到较好的呼吸支持作用，纠正各种原因造成的缺氧。如右图中1.0版所示，利用饮料瓶、吸管等废旧物品制作简易供氧器。
（1）通过观察1.0版洗气装置中的 现象判断氧气的流速。
（2）简易供氧器的迭代优化，从使用角度考虑，优化后3.0版供氧器的优点 （写一点即可）。
【答案】长导管口气泡的冒出速率 能使氧气更顺畅的进入洗气装置（合理即可）
【解析】（2）氧气不易溶于水，通过观察1.0版洗气装置中的长导管口气泡冒出速率现象判断氧气的流速；
（2）简易供氧器的迭代优化，从使用角度考虑，优化后3.0版供氧器的优点是产氧和洗气装置一体化，更方便使用。
1．（2024·山西吕梁·三模）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．（2024·广东广州·二模）某兴趣小组设计出的简易供氧器如图，下列说法错误的是（ ）
A．反应仓的药品可以是过氧化氢溶液和二氧化锰
B．加湿仓的目的是湿化氧气，减少对鼻腔的刺激
C．通过观察加湿仓排出气泡的量确定是否需要添加药品
D．该装置具有的优点是即用即反应、随停即可停
【答案】D
【解析】A、反应仓中反应物为固液混合物，在常温下制取氧气，可用过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，故反应仓中的药品可以是过氧化氢溶液和二氧化锰，选项正确；
B、加湿仓的目的是湿化氧气，减少对鼻腔的刺激，选项正确；
C、通过观察加湿仓排出气泡的量确定是否需要添加药品，选项正确；
D、该装置不能将固液分离，不能控制反应的发生与停止，选项错误；
故选：D。
3．学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。在研究了某品牌制氧机的装置原理（图1）后，利用身边物品自制了如图2所示的简易供氧器。
资料：制氧机反应原理
请回答下列问题：
(1)与真实产品对比，自制简易供氧器的加湿仓是图2中的装置①，其作用是 。
(2)为了更好的发展产品，小组成员做了多组实验研究对于不同人群及不同环境的药品用量，以便针对吸氧速度的不同要求提供不同的用量，实验数据见下表：
药品用量和温度对反应速率的影响
实验序号 过碳酸钠的质量 二氧化锰的质量 收集100mL氧气所用的时间/s 温度℃ 反应速率mL/s
① 10g 0.3g 36.59 26 2.73
② 20g 0.3g 11.67 26 8.56
③ 108 0.3g 22 41 4.54
Ⅰ．比实验 （填数字序号），可以发现当二氧化锰用量、温度保持相同时，过碳酸钠用量越大，收集相同体积氧气所用时间越短，反应速率越快。
Ⅱ．对比实验①③，可以得到的实验结论是 。
【答案】(1)增加氧气流中水蒸气含量
(2) ①②/②① 过碳酸钠质量相同、二氧化锰质量相同时，收集相同体积的氧气所用的时间越短，反应速率越快
【解析】（1）氧气不易溶于水，为了使人体吸入的氧气有湿度，则加湿仓的作用是洗气，增加氧气流中水蒸气含量；
（2）Ⅰ、①②中，二氧化锰的质量、温度均相同，过碳酸钠的质量不同，对比数据可以发现，当二氧化锰用量、温度保持相同时，过碳酸钠用量越大，收集相同体积氧气所用时间越短，反应速率越快；
Ⅱ、①③中，过碳酸钠的指控、二氧化锰的质量相同，温度不同，对比实验①③的数据发现，当过碳酸钠质量相同、二氧化锰质量相同时，收集相同体积的氧气所用的时间越短，反应速率越快。
4．（2024·福建·模拟预测）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1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，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，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，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)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是 。
(3)图1反应仓中“通道”相当于图2装置中的 （选填“c”或“d”）导管。
活动二 制作简易的家用制氧机
(4)除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如： （写一条）。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3），其中C瓶的作用相当于图1中的 仓。
(5)氧气能从图3瓶C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a处，若木条复燃，则说明为氧气
(3)c
(4) 原料是否安全（合理即可） 过滤
(5)不易溶于水
【解析】（1）氧气不易溶于水，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，除此之外水还可以降低氧气的温度，但过滤仓中的水对氧气生成量无影响，故填：AB；
（2）氧气具有助燃性，则验证的方法为：将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明为氧气，故填：将带火星的木条放在导管口a处，若木条复燃，则说明为氧气；
（3）图1中氧气从反应仓b口进入在水中，再从过滤仓的a口出去，即图1反应仓中“O2通道”当于图2装置中的c导管，故填：c；
（4）选择家用制氧机时，除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑原料是否安全、是否易获得等；图3中氧气从D瓶生成通过导管进入C瓶水中，再通过C中导管逸出，故其中C瓶的作用相当于图1中的过滤仓，故填：原料是否安全（合理即可）；过滤；
（5）因为氧气不易溶于水，则氧气能从C中逸出，故填：不易溶于水。
5．化学小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。市售制氧器有三种：
(1)一种为便携式制氧器，采用加压液化氧气储存。从微观角度解释便携式制氧器储存氧气的原理： 。
(2)一种为分子型家用制氧器，工作时气体变化的微观示意图如下：空气经过分子筛时氮气被吸附，氧气通过。
①请在方框中画出微粒图示 。
②分离过程中的变化属于 (填“物理”或“化学”)变化。据上图所示工作原理推测氮分子比氧分子体积 (填“大”或“小”)。
(3)还有一种为化学制氧器“氧立得”如图1，工作原理如图2，将过碳酸钠和二氧化锰加入反应仓的水中，发生两个反应：；生成的继续分解产生氧气。图2中，可通过观察加湿过滤仓中 判断氧气排出的速率。
(4)反思与交流：家用制氧器用过碳酸钠而不用过氧化氢溶液的原因是______。
A．过碳酸钠是固体且较稳定，易于携带
B．过氧化氢溶液不稳定，易分解，不易存放
C．过碳酸钠不用加入二氧化锰就能快速产生氧气
【答案】(1)分子之间存在间隔，受压后，氧分子之间的间隔变小
(2) 物理 大
(3) 产生气泡的快慢
(4)AB
【解析】（1）便携式制氧器，采用加压液化氧气储存，从微观角度解释便携式制氧器储存氧气的原理是：分子之间存在间隔，受压后，氧分子之间的间隔变小；
（2）①一种为分子型家用制氧器，工作时气体变化的微观示意图如下：空气经过分子筛时氮气被吸附，氧气通过，因此图示方框内的应补充两个氧分子，图示为 ；
②该分离变化前后分子种类没有改变，宏观上此过程中没有生成新物质，属于物理变化；
根据工作原理空气经过分子筛时氮气被吸附，氧气通过，推测氮分子比氧分子体积大；
（3）氧气不易溶于水，可根据加湿过滤仓中产生气泡的快慢判断氧气排出的快慢；
（4）A、过碳酸钠是固体且较稳定，易于携带，所以家用制氧器用过碳酸钠而不用过氧化氢溶液，故A正确；
B、过氧化氢溶液不稳定，易分解，不易存放，所以家用制氧器用过碳酸钠而不用过氧化氢溶液，故B正确；
C、由题目实验可知，过碳酸钠不加入二氧化锰，不会快速产生氧气，故C错误；
故选AB。
6．“圆梦”学习小组开展了“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。请回答问题。
I、探究反应原理
（1）某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠和二氧化锰。已知过碳酸钠溶于水产生过氧化氢和碳酸钠。小组同学用图所示实验装置探究是否有氧气生成。观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃；乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃。
实验结论：有氧气生成且 。
Ⅱ、制作反应装置
（2）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）。
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
III、选择合适供氧剂
过氧化钙（）和过氧化钠（）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。
(6)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 。
【答案】（1）二氧化锰能加快过氧化氢的分解
（2）D
（3）过氧化钙/CaO2
【解析】（1）已知过碳酸钠溶于水产生过氧化氢和碳酸钠，甲中未加二氧化锰，乙中加入了二氧化锰，观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃；乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃，说明有氧气生成，且二氧化锰能加快过氧化氢的分解；
（2）A、氧气不易溶于水，加湿过滤仓可起到洗气作用，滤去氧气中的杂质，不符合题意；
B、将氧气通入水中，能给氧气降温，提高氧气的湿度，不符合题意；
C、将氧气通入水中，可通过产生气泡的速率来观察氧气生成的速率，不符合题意；
D、过滤仓不能加快生成氧气的速率，符合题意。
故选D；
（3）由图可知，相同质量的过氧化钠和过氧化钙与足量水反应，过氧化钙生成氧气的质量大，且反应时间较长，故为了解决鱼的吸氧问题，给鱼缸缓慢持续供氧，应选的供氧剂为过氧化钙。
1．（2024·广东广州·一模）某校“我与化学”学习小组开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。同学们购买了市售家用制氧剂并进行相关的探究。
I.探究制氧剂反应原理
查阅说明书：制氧剂A是过碳酸钠固体，制氧剂B是二氧化锰。
过碳酸钠(化学式Na2CO4)是白色颗粒状粉末，溶于水后会反应生成过氧化氢和碳酸钠，过氧化氢在二氧化锰的作用下分解产生氧气。
（1）学习小组计划组装一套氧气的制取与过滤的装置：
①装置甲是O2发生装置，请从下列仪器中选出合适的仪器进行组装，需要用到的仪器有 。(填字母)
②装置乙中的蒸馏水有过滤杂质、提高氧气纯度的作用外，还能起到的作用是 。(填字母)
A．判断是否有氧气输出 B．加快氧气的生成速率
C．增大氧气的产量 D．监测气体的流速
Ⅱ.对制氧剂的选择探究
吴同学提出：常温下，过氧化氢溶液也可以快速制氧，为什么不选用过氧化氢溶液而选用过碳酸钠呢？于是该兴趣小组对两者的制氧效率进行探究，并筛选合适的制氧剂。
【查阅资料】
①过氧化氢溶液的稳定性较差，浓度较大时具有一定的腐蚀性。
②过碳酸钠俗称固体双氧水，具有无毒、无臭、无污染、易储存、水溶性好等特点。
【实验探究】
在其他条件相同的前提下，以获得相同体积的氧气设计实验。
实验一：溶质质量相等的四组过氧化氢的制氧效果对比。以做催化剂，记录并处理20min内数据，见图。
实验二：1.41g过碳酸钠四种加水量的制氧效果对比。为与过氧化氢的制氧效果对比，实验中水的添加量与过氧化氢体积保持一致(固体体积忽略不计)。记录并处理20min内数据，见图。
（2）从图中可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是 。
（3）结合图中数据，制氧剂选择过碳酸钠的依据是 。
（4）对比过氧化氢溶液制取氧气，除了上述因素外，选过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优点是 (写一点)。
【答案】（1）BDE A、D
（2）过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大
（3）过碳酸钠是固体便于携带，且能持续平稳提供氧气
（4）操作简单
【解析】（1）①过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应为固液常温型反应，组装发生装置需要用到的仪器有铁架台、试管和带导管的单孔橡皮塞，故选：BDE；
②氧气不易溶于水，氧气从长管通入，可以通过是否产生气泡，判断是否有氧气输出，也可以通过产生气泡的快慢检测气体的流速，故选：AD；
（2）分析图6可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是：随着加水量的增大，气体的体积增大，即过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大；
（3）结合图5和图6中数据可知，过碳酸钠是固体便于携带，且能持续平稳提供氧气，所以选择过碳酸钠作制氧剂；
（4）对比过氧化氢溶液制取氧气，除了（4）的因素外，选过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优点是操作简单（合理即可）。
2．学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。如图家用“氧立得”牌制氧机。
制氧剂药品：过氧化氢溶液、二氧化锰、过氧化钠、过碳酸钠等。
【阅读资料】
①过氧化氢制氧气：过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，并放出热量。
②过碳酸钠制氧气：过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气。该反应过程下能持续放出高纯氧气并放热。
③过碳酸钠是白色固体，化学式为：2Na2CO3·3H2O2
【活动一】认识制氧机
(1)观察窗的作用是 。
(2)加湿仓的作用是 。
【活动二】选择制氧剂
实验一：过氧化氢
小组设计图2实验装置，用不同浓度的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水，锥形瓶中加入0.2gMnO2，注入溶液，记录并处理20min内数据如图3。
(3)检查图2装置气密性的操作是 。（假设导管末端口堵住）
(4)过氧化氢制氧气的文字表达式 。
(5)分析图3中30%H2O2比25%H2O2产氧量少，可能的原因是 。
实验二：过碳酸钠
往锥形瓶中加入一定量的过碳酸钠、0.2gMnO2，再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20min内数据如图4。
(6)过碳酸钠：2Na2CO3·3H2O2属于 （选填“混合物”或“纯净物”）
(7)由图4可得出的结论是 。
【活动三】制作供氧器
(8)综合分析，选用过碳酸钠作制氧剂的理由是 。
(9)学习小组利用身边物品自制了如图5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．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
【答案】(1)观察是否有气泡和产生气体的快慢
(2)洗气，使氧气具有一定的湿度
(3)将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置
(4)过氧化氢水+氧气
(5)反应放出大量热，使反应物减少
(6)纯净物
(7)过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大
(8)便于携带，能持续平稳地提供氧气
(9)A
【解析】（1）根据图示，反应会产生气体，通过观察窗可以观察是否有气泡和产生气体的快慢；
（2）人体吸入的氧气有湿度，则加湿仓的作用是洗气，使氧气具有一定的湿度；
（3）检查气密性要形成密闭容器，则图2装置气密性的操作是将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，如果装置不漏气，活塞回到原位置；
（4）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成氧气，文字表达式为过氧化氢 水+氧气；
（5）分析图3中30%H2O2比25%H2O2产氧量少，可能的原因是反应放出大量热，使反应物减少；
（6）过碳酸钠：2Na2CO3·3H2O2是由一种物质组成，属于纯净物；
（7）由图4可得出的结论是过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大；
（8）比较图3，图4，两种制取氧气的方式，综合分析，选用过碳酸钠的理由是过碳酸钠是固体便于携带，能持续平稳地提供氧气；
（9）A、产氧和洗气装置组合更便于使用，所以需要一体化；错误；
B、图5的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；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；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；正确；
故选A。
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